铁锰相互作用诱导Gd(Fe0.75Mn0.25)2Si2中团簇玻璃行为与格里菲斯相的机制研究

本文揭示了Mn掺杂如何通过Fe-Mn相互作用在Gd(Fe0.75Mn0.25)2Si2中诱导磁位点无序与阻挫，导致其呈现铁磁（FiM）转变（~6.2 K）、团簇玻璃行为（~25 K）及格里菲斯相（Griffiths Phase, GP，~110 K）。通过磁化率、磁阻和理论模型验证了短程铁磁相互作用，为理解阻挫磁性系统中的复杂相变提供了新视角。

　　

Highlight

本研究通过实验证明，Mn在Gd(Fe_0.75Mn_0.25)₂Si₂中对Fe位点的掺杂会引发磁位点无序和自旋阻挫，从而形成团簇玻璃行为与格里菲斯相（GP）。母体化合物GdFe₂Si₂在~8.8 K呈现反铁磁（AFM）转变，而Mn掺杂后体系在~6.2 K出现铁磁（FiM）转变，并在~25 K表现出团簇玻璃行为。有趣的是，在团簇玻璃转变温度之上，体系并非纯顺磁性（PM），而是存在短程铁磁（FM）团簇的格里菲斯相，其持续至格里菲斯温度T_G ~110 K。

Conclusions

简言之，本研究系统阐明了Mn掺杂Gd(Fe_0.75Mn_0.25)₂Si₂中格里菲斯相（GP）的起源及其与团簇玻璃行为的关联。直流磁化测量揭示了~6.2 K的FiM转变和~25 K的团簇玻璃转变。磁化强度、磁阻数据证实了FiM行为，而交流磁化率结果支持团簇玻璃特性。理论模型分析表明，Mn掺杂导致的磁位点无序和自旋倾斜引发的阻挫，共同促进了GP的形成。这一发现为理解复杂磁性系统中的竞争相互作用提供了重要案例。