晶格场驱动的三角量子磁体 CeMgAl₁₁O₁₉ 磁电效应

我们报告了对单晶 CeMgAl₁₁O₁₉ 材料进行的介电和磁电研究。这一材料是一种嵌入可极化六角aluminate晶格中的Kramers三角形磁体。在零磁场条件下，介电常数 $\varepsilon'(T)$ 遵循量子准绝缘体的Barrett定律，可降至25 K以下。在此之后，出现一个较宽的极小值，位于约3 K处，且未见静态铁电或磁有序。施加最高达\SI{9}{\tesla}的磁场后，该极小值温度上升并变宽，表明磁电响应具有可调性。通过磁化测量结果表征了磁电耦合。从$\varepsilon'(T)$ 的局部极小值提取的异常温度 $T^*$ 与磁化 $M^2$ 呈线性关系，符合以中心对称系统允许的二次磁电耦合。这种磁电效应通过与旋-轨道缠结的Kramers双线态相互作用、应力反铁极液体介导，使 CeMgAl₁₁O₁₉ 成为研究扰动系统中量子磁电效应的原型。