六方晶系 Y$_{0.7}$Lu$_{0.3}$MnO$_{3}$中掺杂对自旋动力学及磁电效应的影响

我们利用非弹性中子散射研究了 Y$_{0.7}$Lu$_{0.3}$MnO$_3$中的自旋波及其与磁电效应的关联。在未掺杂的 YMnO$_3$和 LuMnO$_3$中，Mn 三聚化畸变被认为在决定磁结构和磁电效应方面起着关键作用。在 Y$_{0.7}$Lu$_{0.3}$MnO$_3$中，我们发现一个更小的面内（六方$ab$面）单离子各向异性隙，该隙与$T_N$处较弱的面内介电异常相吻合。由于较小的面内各向异性隙和较弱的面内介电异常均与 Y$_{0.7}$Lu$_{0.3}$MnO$_3$中相较于 YMnO$_3$和 LuMnO$_3$更弱的 Mn 三聚化畸变相关联，我们得出结论：Mn 三聚化是 Y$_{1-y}$Lu$_{y}$MnO$_{3}$中磁电效应和多铁现象的成因。