锰化合物由于锰-锰原子距离不同，不同价态的锰的d电子数不同，既能形成铁磁又能形成反铁磁相互作用。与不同的晶体场作用，还可形成磁阻挫和skyrmions等新型磁结构。Mn3Sn在低温下具有螺旋反铁磁，在270 K以上具有弱铁磁性。我们通过Mn3Sn单晶制备和扭矩磁性等研究发现：其高温弱铁磁性来源于 (001)面内锰磁矩的变磁转变，磁各向异性存在一个六次的对称和一个二次的对称。在弱铁磁态，磁矩沿[110]方向。在螺旋反铁磁态存在易面和易轴两种组态，它们在小的磁场作用下即可相互转化。我们的研究作出了150K-300K区间的 Mn3Sn的磁相图。相关工作发表在Appl. Phys. Lett. 107 (2015) 082403。

Fig2. (a) Temperature dependence of the magnetization of Mn3Sn in a magnetic field of 200 Oe and (b-d) hysteresis loops measured at 255 K, 270 K and 285 K, respectively. The inset in (a) shows the heat capacity of Mn₃Sn.

Fig.2.　Torque at a magnetic field of 50 kOe in the temperature range from 260 to 280K for (a) the (001) plane and (b) the (100) plane. (c) Fit of the torquefor the (001) plane at 280 K. (d) Temperature dependence of the anisotropy constants of Mn₃Sn at 50 kOe.