Fabre 盐铁电相中离子介电常数贡献的探测

在强关联有机材料中，已有人指出电荷有序也可在同一临界温度 $T_{co}$ 下实现电子铁电性。此类现象的原型是准一维 (TMTTF)$_2X$ Fabre 盐。然而，在 $T_{co}$ 以下长程铁电基态的稳定需要反演对称性的破缺，并应伴随晶格畸变。本文中我们研究一价抗衡阴离子 $X$ 在此类机制中的作用。为此，我们测量了沿 $c^{*}$-轴方向的准静态介电常数，该方向上由施主和阴离子交替形成的层排列。我们的结果表明离子电荷贡献比堆内电子响应低三个数量级。$c^{*}$ 介电常数 ($\epsilon'_{c^*}$) 直接探测一价阴离子 $X$ 的电荷响应，因为结构中的阴离子迁移率应有助于稳定铁电基态。此外，我们的 $\epsilon'_{c^*}$ 测量与早先对 $c^*$ 晶格热膨胀的研究相结合表明，若铁电转变发生在阴离子运动开始在其甲基腔中冻结的温度范围内，则介电响应在 $T_{co}$ 以下被热展宽。在 PF$_6$-H$_{12}$ 盐的极端情况下，$T_{co}$ 发生在冻结点，观察到弛豫铁电性。同时，由于阴离子子晶格的缓慢动力学，观察到全局滞后效应以及连续循环后电荷响应的降低。在此背景下，我们提出阴离子控制 Fabre 盐铁电转变的有序-无序或弛豫特征。