Helical spin ordering in room-temperature metallic antiferromagnet Fe3Ga4
Helical spin ordering in room-temperature metallic antiferromagnet Fe3Ga4
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室温金属反铁磁体 Fe3Ga4 中的螺旋自旋排序
DOI：
10.1016/j.jallcom.2022.165532
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发表时间：
2022
影响因子：
6.2
通讯作者：
Barua, Radhika
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wilfong, Brandon;Fedorko, Adrian;Baigutlin, Danil R.;Miroshkina, Olga N.;Zhou, Xiuquan;Stephen, Gregory M.;Friedman, Adam L.;Sharma, Vaibhav;Bishop, Omar;Barua, Radhika
金属 Fe3Ga4 显示出复杂的磁相图，支持室温下位于两个铁磁 (FM) 相之间的中间反铁磁 (AFM) 螺旋自旋结构 (HSS) 状态。沿着三个晶轴进行磁测量，以开发 HSS 状态的温度和场依赖性模型。这些结果表明，AFM 状态是沿 c 轴传播的螺旋有序螺旋，磁矩在 ab 平面中旋转。在施加的磁场下，AFM 状态在进入高场完全场极化 FM 状态之前表现出向圆锥有序的变磁转变。即使在 ab 平面内，AFM 状态下的圆锥排序也是各向异性的，并且可能会在输运测量中引起 Berry 相效应。通过电阻率测量证实了状态密度计算的金属电导率，并且通过各种磁转变没有观察到异常行为。
Metallic Fe3Ga4displays a complex magnetic phase diagram that supports an intermediate antiferromagnetic (AFM) helical spin structure (HSS) state at room temperature which lies between two ferromagnetic (FM) phases. Magnetic measurements along the three crystallographic axes were performed in order to develop a model for the temperature and field dependence of the HSS state. These results show that the AFM state is a helically ordered spiral propagating along thec-axis with the magnetic moments rotating in theab-plane. Under applied magnetic field, the AFM state exhibits a metamagnetic transition to conical ordering before entering a fully field-polarized FM state at high fields. The conical ordering in the AFM state is anisotropic even within theab-plane and may gives rise to Berry phase effects in transport measurements. Metallic conductivity from density of states computations was confirmed through resistivity measurements and no anomalous behavior was observed through the various magnetic transitions.
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