辉石 NaFeGe$_2$O$_6$ 中多铁性的各向异性研究

我们展示了多铁性单斜辉石 NaFeGe$_2$O$_6$ 的介电、磁性和磁弹性性质各向异性的研究。在大型合成 NaFeGe$_2$O$_6$ 单晶上考察了热释电流、介电常数和磁化率，以及热膨胀和磁致伸缩。在反铁磁有序态（$T_{\rm N}\simeq 13$ K）下，于 $T_{\rm C}\simeq 11.6$ K 以下检测到的自发极化主要位于 $ac$ 平面内，并沿 $b$ 方向有一个小分量，表明 NaFeGe$_2$O$_6$ 的多铁相具有三斜对称性。通过沿不同方向施加磁场可以强烈地改变电极化。我们推导了详细的磁场 - 温度相图，并确定了三个多铁性低温相，它们通过一个非铁电的反铁磁有序态与顺磁高温相分离。