3D магнитные фазовые диаграммы антиферромагнитного металла HoB12 с динамическими зарядовыми страйпами Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

Секция 2 КВАНТОВАЯ МАКРОФИЗИКА КОНДЕНСИРОВАННЫХ СРЕД

3D магнитные фазовые диаграммы антиферромагнитного металла HoBi2 с динамическими зарядовыми страйпами

i2 Красиков К.М. , Хорошилов А.Л.

1 - ОК, лаборатория «Фотоника: квантовые материалы и технологии»

2 - НОЦ

Е-mail: krasikokirill@,yandex. ru Введение

Сильнокоррелированные электронные системы (СКЭС) вызывают большой интерес исследователей в связи с перспективами их практического применения. Однако анализ большинства соединений крайне затруднен, в том числе, из-за их сложной кристаллической структуры [1]. Редкоземельные додекабориды, кристаллизующиеся в ГЦК структуре (рис. 1), являются модельными системами для исследования свойств СКЭС, поскольку в них наблюдается электронное фазовое расслоение (зарядовые страйпы [2]). Целью работы явилось исследование фазовой диаграммы антиферромагнитного металла HoBi2 для различных направлений магнитного поля относительно осей кристалла.

Stripe Erection [110]

Рис. 1. Кристаллическая решетка РЗ додекаборидов (а), совмещенные кластеры B24 (Ь) и двухъямный потенциал и направление динамических зарядовых страйпов^)

Экспериментальная установка

Измерение удельного сопротивления проводилось на автоматизированной оригинальной установке для гальваномагнитных исследований в ОНТиКТ ИОФ РАН. Использовался стандартный четырехконтактный метод измерения сопротивления на постоянном токе с коммутацией тока через образец. Образец на держателе с датчиками температуры и магнитного поля в двустенной ампуле помещался в гелиевый криостат. Магнитное поле напряженностью до 8 Т создавалось сверхпроводящим соленоидом. Вращение образца с пошаговой фиксацией его положения во внешнем магнитном поле проводилось вокруг токовой оси I || [110] с шагом Дф = 1.8°.

Результаты и обсуждение

Рис. 2. (а) Поперечное магнетосопротивление Н0В12 в цилиндрических координатах при Т = 2.1 К (вращение вокруг I || [110]); (Ь) Проекция магнетосопротивления НоВ12 на плоскость (110) при Т = 2.1 К и восстановленная Н-ф фазовая диаграмма (линиями выделены фазовые границы)

Полученные угловые и полевые зависимости магнетосопротивления представлены в цилиндрических координатах на рис. 2а. По расположению особенностей на кривых была восстановлена фазовая диаграмма в координатах Н-ф (рис. 2Ь).

Аналогичным образом были получены фазовые Н-ф диаграммы в плоскостях (001) и (111) при вращении образца вокруг соответствующих токовых осей (рис. 3а-Ь). Сопоставляя между собой различные плоскости (см. рис. 3d) можно перейти к анализу трехмерной фазовой диаграммы НоВ12. Фазовые границы позволяют выделить 3 сектора, привязанных к основным кристаллографическим направлениям, которые определяют вид объемной 3D фазовой диаграммы (рис. 3 с).

Рис. 3 (a-b) Фазовые H-ф диаграммы в плоскостях (001) и (111); (с) Совмещенные H-ф фазовые диаграммы для плоскостей (001) и (110). Выделены основные сектора трехмерной фазовой диаграммы HoBi2

Выводы

Полученные результаты резистивных измерений и выполненный анализ позволяют восстановить трехмерную магнитную фазовую диаграмму антиферромагнитного металла HoBj2.

Показано, что основные сектора фазовой диаграммы (см. рис. 3 c) формируются вдоль направлений перпендикулярных (H || [001]) и параллельных (H || [110]) динамическим зарядовым страйпам, а также вдоль направления магнитной структуры [111] (рис. 3c). Предложен механизм, ответственный за столь сильную анизотропию рассеяния носителей заряда.

Благодарности

Авторы выражают благодарность научному руководителю Случанко Н.Е. за предоставление темы исследований и помощь в подготовке работы, Шицеваловой Н.Ю. и Филиппову В.Б. за предоставление высококачественных образцов для измерений.

1. Elbio Dagotto, Science. 2005, 309, 257.

2. N.B. Bolotina, A.P. Dudka, O.N. Khrykina et al. J. Phys.: Condens. Matter. 2018, 30, 265402.