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Magnetotransport and electronic structure of EuAuSb: A candidate antiferromagnetic Dirac semimetal
Physical Review B ( IF 3.7 ) Pub Date : 2024-04-18 , DOI: 10.1103/physrevb.109.155152 D. Ram , J. Singh , S. Banerjee , A. Sundaresan , D. Samal , V. Kanchana , Z. Hossain
Physical Review B ( IF 3.7 ) Pub Date : 2024-04-18 , DOI: 10.1103/physrevb.109.155152 D. Ram , J. Singh , S. Banerjee , A. Sundaresan , D. Samal , V. Kanchana , Z. Hossain
We have investigated the magnetic, thermodynamic, and electrical transport properties of EuAuSb single crystals as well as carrying out band structure calculations. The powder x-ray diffraction data confirm that EuAuSb crystallizes in ZrBeSi-type hexagonal structure with space group . The magnetic measurements reveal an antiferromagnetic (AFM) ordering in EuAuSb at K. This transition is further confirmed by heat capacity and electrical resistivity data. The isothermal magnetization data saturate at low magnetic field of and T for and , respectively, while the magnetization along displays a metamagnetic transition around T. The electrical resistivity exhibits a metallic behavior down to 35 K; after that it shows an upturn until due to the influence of short-range interactions. The longitudinal and transverse magnetoresistances of EuAuSb are negative ( and in 10 T at 2 K, respectively); in the high field at K, they switch to a positive value above 40 K. Further, we observe a humplike anomaly in the Hall resistivity [] data below , which is most likely a manifestation of the topological Hall effect. Our two-band model analysis of data indicates both hole and electron charge carriers contribute to the electrical transport of the compound. The electronic band structure calculations reveal a -centered nodal line in the absence of spin-orbit coupling (SOC). In the presence of SOC, the compound hosts the Dirac point. The invariants, in the presence of effective time-reversal and inversion symmetries, categorize this system as a nontrivial topological material. Our combined experimental and theoretical studies suggest EuAuSb to be a potential AFM topological semimetal.
中文翻译:
EuAuSb 的磁输运和电子结构:候选反铁磁狄拉克半金属
我们研究了 EuAuSb 单晶的磁性、热力学和电输运特性,并进行了能带结构计算。粉末X射线衍射数据证实EuAuSb结晶为具有空间群的ZrBeSi型六方结构。磁性测量揭示了 EuAuSb 中的反铁磁 (AFM) 有序性 K. 热容量和电阻率数据进一步证实了这种转变。等温磁化数据在低磁场下饱和和 为和,而磁化强度沿显示周围的变磁转变 T. 电阻率低至 35 K 时表现出金属行为;之后它呈现出好转状态,直到由于短程相互作用的影响。 EuAuSb 的纵向和横向磁阻均为负值(和分别为 10 T、2 K);在高场 K,它们在 40 K 以上切换到正值。此外,我们观察到霍尔电阻率出现驼峰状异常[] 数据如下,这很可能是拓扑霍尔效应的体现。我们的双频带模型分析数据表明空穴和电子载流子都有助于化合物的电传输。电子能带结构计算揭示了-在没有自旋轨道耦合(SOC)的情况下以中心节点线。在 SOC 存在的情况下,该化合物具有狄拉克点。这在存在有效的时间反转和反演对称性的情况下,不变量将该系统归类为非平凡的拓扑材料。我们的实验和理论相结合的研究表明,EuAuSb 是一种潜在的 AFM 拓扑半金属。
更新日期:2024-04-19
中文翻译:
EuAuSb 的磁输运和电子结构:候选反铁磁狄拉克半金属
我们研究了 EuAuSb 单晶的磁性、热力学和电输运特性,并进行了能带结构计算。粉末X射线衍射数据证实EuAuSb结晶为具有空间群的ZrBeSi型六方结构。磁性测量揭示了 EuAuSb 中的反铁磁 (AFM) 有序性 K. 热容量和电阻率数据进一步证实了这种转变。等温磁化数据在低磁场下饱和和 为和,而磁化强度沿显示周围的变磁转变 T. 电阻率低至 35 K 时表现出金属行为;之后它呈现出好转状态,直到由于短程相互作用的影响。 EuAuSb 的纵向和横向磁阻均为负值(和分别为 10 T、2 K);在高场 K,它们在 40 K 以上切换到正值。此外,我们观察到霍尔电阻率出现驼峰状异常[] 数据如下,这很可能是拓扑霍尔效应的体现。我们的双频带模型分析数据表明空穴和电子载流子都有助于化合物的电传输。电子能带结构计算揭示了-在没有自旋轨道耦合(SOC)的情况下以中心节点线。在 SOC 存在的情况下,该化合物具有狄拉克点。这在存在有效的时间反转和反演对称性的情况下,不变量将该系统归类为非平凡的拓扑材料。我们的实验和理论相结合的研究表明,EuAuSb 是一种潜在的 AFM 拓扑半金属。