On the deviation from a Curie–Weiss behavior of the ZnFe2O4 susceptibility: A combined ab-initio and Monte-Carlo approach
J. Melo Quintero,
K.L. Salcedo Rodríguez,
F.A. Gómez Albarracín,
H.D. Rosales,
P. Mendoza Zélis,
S.J. Stewart,
L.A. Errico,
C. Rodríguez Torres
Affiliations
J. Melo Quintero
Instituto de Física La Plata, CCT La Plata, CONICET and Departamento de Física, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata, C.C. 67, 1900 La Plata, Argentina
K.L. Salcedo Rodríguez
Instituto de Física La Plata, CCT La Plata, CONICET and Departamento de Física, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata, C.C. 67, 1900 La Plata, Argentina
F.A. Gómez Albarracín
Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos, CCT La Plata, CONICET and Departamento de Física, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata, C.C. 67, 1900 La Plata, Argentina
H.D. Rosales
Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos, CCT La Plata, CONICET and Departamento de Física, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata, C.C. 67, 1900 La Plata, Argentina; Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de La Plata, 1900 La Plata, Argentina
P. Mendoza Zélis
Instituto de Física La Plata, CCT La Plata, CONICET and Departamento de Física, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata, C.C. 67, 1900 La Plata, Argentina
S.J. Stewart
Instituto de Física La Plata, CCT La Plata, CONICET and Departamento de Física, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata, C.C. 67, 1900 La Plata, Argentina
L.A. Errico
Instituto de Física La Plata, CCT La Plata, CONICET and Departamento de Física, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata, C.C. 67, 1900 La Plata, Argentina
C. Rodríguez Torres
Instituto de Física La Plata, CCT La Plata, CONICET and Departamento de Física, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata, C.C. 67, 1900 La Plata, Argentina; Corresponding author.
We present a numerical study of the magnetic properties of ZnFe2O4 using Monte-Carlo simulations performed considering a Heisenberg model with antiferromagnetic couplings determined by Density Functional Theory. Our calculations predict that the magnetic susceptibility has a cusp-like peak centered at 13 K, and follows a Curie–Weiss behavior above this temperature with a high and negative Curie–Weiss temperature (ΘCW=−170 K). These results agree with the experimental data once extrinsic contributions that give rise to the deviation from a Curie–Weiss law are discounted. Additionally, we discuss the spin configuration of ZnFe2O4 below its ordering temperature, where the system presents a high degeneracy.
