Статическая и динамическая намагниченность в тройном карбиде GdCoC_2 Текст научной статьи по специальности «Физика»

Я ▲ EEfEiHE? ФИЗИКА НИЗКОРАЗМЕРНЫХ СИСТЕМ

Статическая и динамическая намагниченность в тройном карбиде GdCoC2

Тагиров Р.Р.

Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, Москва Е-mail: robert.tagirov.2013@mail.ru

DOI: 10.24412/cl-35673-2024-1-78-79

Высокий интерес к исследованию магнитных топологических материалов обусловлен связанными с магнетизмом и топологией экзотическими физическими явлениями, такими как нетривиальная спиновая текстура и топологическое транспортное поведение.

Тройной карбид GdCoC2 кристаллизуется в орторомбической структуре без центра инверсии, что приводит к формированию неколлинеарных магнитных структур и появлению топологического вклада в холловское сопротивление [1]. Кроме этого, в названном соединении наблюдается гигантский магнетокалорический эффект, что делает GdCoC2 перспективным для применения в технологиях магнитного охлаждения [2]. Перечисленные особенности стимулируют интерес к более детальному исследованию магнитных свойств GdCoC2. В настоящей работе выполнено исследование статических и динамических магнитных свойств этого материала с помощью измерения намагниченности и электронного спинового резонанса (ЭСР).

Поликристаллические образцы GdCoC2 были получены в тороидальной камере высокого давления при давлениях P=8 ГПа и температурах 7=1500-1700 К в ИФВД РАН. Намагниченность GdCoC2 измерялась с помощью магнитометра MPMS-5 (Quantum Design) в ИОФ РАН. Получены температурные и полевые зависимости в диапазоне температур 2-350 К в полях до 5 Tn. Измерения ЭСР проводились на спектрометре, созданном на основе анализатора цепей Agilent (ИОФ РАН). Исследуемый образец (l<0,5 мм) GdCoC2 помещался в цилиндрический резонатор, работающий на резонансной моде TE011 на частоте f=60 ГГц. Получены спектры резонансного поглощения в диапазоне температур 2-260 К.

Магнитные свойства этого соединения обусловлены ферромагнитным взаимодействием внутри двух подсистем:

я A sE 22-24 0КТЯбРЯ 2024 Г-

f-электронов Gd и d-зоны Co, а также f-d ферромагнитным взаимодействием. Анализ намагниченности позволил выделить на полевых зависимостях M(B) ферромагнитный вклад, который наблюдается до самых высоких температур Т>350 К. Этот вклад обусловлен, по-видимому, зонным магнетизмом Co, и величина этого вклада (~0,5 Цв на формульную единицу (ф.е.), Цв — магнетон Бора) слабо зависит от температуры. Подсистема ионов Gd3+ демонстрирует ферромагнитное поведение с критической температурой Тс~ 15 К. Момент насыщения GdCoC2 при Т=2 К составляет «5,7 Цв/ф.е.

Обнаружено, что спектр ЭСР в GdCoC2 состоит из двух резонансных линий. Одна из линий с небольшой интенсивностью, слабо зависящей от температуры, и g-фактором (g«2,2), обусловлена резонансом на ионах кобальта. Вторая линия, с g-фактором (g«2), интенсивность которой сильно растёт с понижением температуры, обусловлена подсистемой ионов Gd3+. Таким образом, данные ЭСР качественно согласуются с результатами магнитных измерений. Интересно, что ширина резонансной линии ионов Gd3+ сильно растёт ниже Тс, что может свидетельствовать о росте спиновых флуктуаций в ферромагнитной фазе GdCoC2.

Автор выражает благодарность научному руководителю к.ф.-м.н. Семено А.В. за постановку задачи, помощь в измерениях и обсуждение полученных результатов.

1. Yang Xu, Wei Ren, Shengcan Ma, et al., Appl. Phys. Lett. 2023, 123, 072402.

2. Lingjian Meng, Chi Xu, et al., RSC Adv. 2016, 6, 74765.