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Single-ion anisotropy is necessary and appropriate to study the magnetic behavior ofTb3+moments withJeff=12on the honeycomb lattice inTb2Ir3Ga9
Physical Review B ( IF 3.7 ) Pub Date : 2021-06-23 , DOI: 10.1103/physrevb.103.214440 Randy S. Fishman
Physical Review B ( IF 3.7 ) Pub Date : 2021-06-23 , DOI: 10.1103/physrevb.103.214440 Randy S. Fishman
By developing models of increasing complexity, we show that a model without single-ion anisotropy (SIA) cannot explain the magnetic properties of moments in the orthorhombically distorted, honeycomb material . In four different models for the magnetization of a single honeycomb layer, the only sources of anisotropy are symmetric exchange interactions along three different bonds , an anisotropic tensor, and a Dzyalloshinskii-Moriya interaction (asymmetric exchange) that produces the observed canted moment along . With 21 parameters, the best such model yields , which is substantially smaller than obtained using a Heisenberg model containing six parameters including easy-axis anisotropy. However, models without SIA fail to reproduce the linear dependence of the magnetization with a field perpendicular to the Ising axis while predicting a saturation magnetization that is far too low. Due to the complex crystal-field environments, we argue that SIA is necessary to study low-symmetry, three-dimensional materials containing ions.
中文翻译:
单离子各向异性对于研究Tb2Ir3Ga9中Jeff=12的Tb3+矩在蜂窝晶格上的磁行为是必要和合适的
通过开发越来越复杂的模型,我们表明没有单离子各向异性 (SIA) 的模型无法解释 正交扭曲蜂窝材料中的矩 . 在单个蜂窝层磁化的四种不同模型中,各向异性的唯一来源是对称交换相互作用 沿着三个不同的债券 , 各向异性 张量和 Dzyalloshinskii-Moriya 相互作用(不对称交换)产生观察到的倾斜力矩 . 有 21 个参数,最好的这样的模型产生,远小于 使用包含六个参数(包括易轴各向异性)的海森堡模型获得。然而,没有 SIA 的模型无法重现磁场与 Ising 轴垂直的磁化强度的线性相关性,同时预测饱和磁化强度太低。由于复杂的晶体场环境,我们认为 SIA 对于研究低对称性、三维 包含的材料 离子。
更新日期:2021-06-23
中文翻译:
单离子各向异性对于研究Tb2Ir3Ga9中Jeff=12的Tb3+矩在蜂窝晶格上的磁行为是必要和合适的
通过开发越来越复杂的模型,我们表明没有单离子各向异性 (SIA) 的模型无法解释 正交扭曲蜂窝材料中的矩 . 在单个蜂窝层磁化的四种不同模型中,各向异性的唯一来源是对称交换相互作用 沿着三个不同的债券 , 各向异性 张量和 Dzyalloshinskii-Moriya 相互作用(不对称交换)产生观察到的倾斜力矩 . 有 21 个参数,最好的这样的模型产生,远小于 使用包含六个参数(包括易轴各向异性)的海森堡模型获得。然而,没有 SIA 的模型无法重现磁场与 Ising 轴垂直的磁化强度的线性相关性,同时预测饱和磁化强度太低。由于复杂的晶体场环境,我们认为 SIA 对于研究低对称性、三维 包含的材料 离子。