Tb2Ti2O7 中由磁单极子诱导电偶极子的实验确认
强关联电子
2020-03-04 v1
摘要
电动力学的基本原理允许电子同时携带电单极（电荷）和磁偶极（自旋），但禁止其磁对应物。最近有预测指出，自旋冰系统中携带涌现磁荷的磁“单极子”可以诱导电偶极子。这一启发性预测为研究磁单极子激发与磁电耦合提供了新途径。然而，迄今为止尚未有明确的实例被确认。在此，我们报道了在自旋受阻的 Tb2Ti2O7 中由磁单极子诱导电偶极子的实验证据。沿 [111] 方向施加于烧绿石结构 Tb2Ti2O7 的磁场产生“3 进 1 出”的磁单极子构型，并在 Hc~2.3 T 处诱导出微妙的结构相变。该相变由磁场下的非线性声子劈裂以及 Tb3+ 离子的反常晶体场激发所证实。这些观测一致指向氧 O" 阴离子沿 [111] 轴的位移，从而产生电偶极子。该发现表明，磁单极子同时具有磁荷与电偶极子的情形在 Tb2Ti2O7 中得以实现，并为自旋受阻系统中磁单极子的电与磁耦合提供了启示。
引用
@article{arxiv.1909.13199,
title = {Experimental identification of electric dipoles induced by magnetic monopoles in Tb2Ti2O7},
author = {Feng Jin and Changle Liu and Anmin Zhang and Xiaoqun Wang and Gang Chen and Xuefeng Sun and Qingming Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.13199},
year = {2020}
}