Magnetometry and magnetoresistance (MR) data taken on the van der Waals ferromagnet Fe3−xGeTe2 (FGT) reveal three distinct contributions to the MR: a linear negative component, a contribution from closed Fermi-surface orbits, and an enhancement proportional to the square of the applied magnetic field which is linked to a noncoplanar spin arrangement. Contrary to earlier studies on FGT, by accounting for the field dependence of the anomalous Hall effect, we find that the ordinary Hall coefficient decreases markedly below 80 K, indicating a significant change in character of the electrons and holes on the Fermi-surface at this temperature. The resulting altered ground state eventually causes the Hall coefficient to reverse sign at 35 K. Our Hall data support the proposal that Kondo-lattice behavior develops in this d-electron material below 80 K. Additional evidence comes from the negative linear component of the MR, which arises from electron-magnon scattering with an atypical temperature dependence attributable to the onset of Kondo screening. Published by the American Physical Society 2024

Materials composed of spin-1 antiferromagnetic (AFM) chains are known to adopt complex ground states that are sensitive to the single-ion-anisotropy (SIA) energy (D), and intrachain (J0) and interchain (J1,2′) exchange energy scales. While theoretical and experimental studies have extended this model to include various other energy scales, the effect of the lack of a common SIA axis is not well explored. Here we investigate the magnetic properties of Ni(pyrimidine)(H2O)2(NO3)2, a chain compound where the tilting of Ni octahedra leads to a twofold alternation of the easy-axis directions along the chain. Muon-spin relaxation measurements indicate a transition to long-range order at TN=2.3K and the magnetic structure is initially determined to be antiferromagnetic and collinear using elastic neutron diffraction experiments. Inelastic neutron scattering measurements were used to find J0=5.107(7)K, D=2.79(1)K,J1′=0.00(5)K, J2′=0.18(3)K, and a rhombic anisotropy energy E=0.19(9)K. Mean-field modeling reveals that the ground state structure hosts spin canting of ϕ≈6.5∘, which is not detectable above the noise floor of the elastic neutron diffraction data. Monte Carlo simulation of the powder-averaged magnetization, M(H), is then used to confirm these Hamiltonian parameters, while single-crystal M(H) simulations provide insight into features observed in the data. Published by the American Physical Society 2025

We investigate the magnetic properties of S=1 antiferromagnetic diamond-lattice, NiX2(pyrimidine)2 (X=Cl, Br), hosting a single-ion anisotropy (SIA) orientation which alternates between neighboring sites. Through neutron diffraction measurements of the X=Cl compound, the ordered state spins are found to align collinearly along a pseduo-easy axis, a unique direction created by the intersection of two easy planes. Similarities in the magnetization, exhibiting spin-flop transitions, and the magnetic susceptibility in the two compounds imply that the same magnetic structure and a pseduo-easy axis is also present for X=Br. We estimate the Hamiltonian parameters by combining analytical calculations and Monte Carlo (MC) simulations of the spin-flop and saturation field. The MC simulations also reveal that the spin-flop transition occurs when the applied field is parallel to the pseduo-easy axis. Contrary to conventional easy-axis systems, there exist field directions perpendicular to the pseduo-easy axis for which the magnetic saturation is approached asymptotically and no symmetry-breaking phase transition is observed at finite fields. Published by the American Physical Society 2024