倾斜锥形自旋螺旋体系Mn$_{2}$GeO$_{4}$中的耦合多铁性畴翻转

尽管多功能材料的研发取得了显著进展，但同时具有自发磁化和电极化的自旋驱动铁电体仍然稀少。在这类铁磁铁电体中，存在磁化和电极化同时反转的锥形自旋螺旋磁体，其机理尚不清楚。此类材料可能具有多种多铁性畴，这增加了研究的复杂性。本文利用中子衍射研究了铁磁铁电体Mn$_{2}$GeO$_{4}$中的多铁性畴，并表明其具有双Q锥形磁结构，除了平凡的180度公度磁畴外，该结构仅可用铁磁畴和铁电畴来描述。我们展示了非常规的磁电耦合，例如磁场驱动的铁电极化反转而不改变自旋螺旋性，并提出了一个成功解释该磁电耦合的唯象理论。我们的测量确立了Mn$_{2}$GeO$_{4}$是一种概念上简单的多铁性材料，其中磁场驱动的锥形自旋螺旋翻转导致了磁化和电极化的同时反转。