PrTi2Al20 中铁电四极序参量的场致切换
强关联电子
2019-09-04 v2
摘要
我们报道了 PrTi2Al20 的铁电四极（FQ）有序态中的磁场诱导一级相变，其中具有两个 4f 电子的非 Kramers Pr3+ 离子在立方 Td 晶体电场中具有非磁性的 Gamma3 双重基态。对于沿 [111] 的磁场，27Al-NMR 与磁化实验揭示了在 2 K 以下与场强无关的 Qz ∝ 3z2-r2 型 FQ 序。然而，沿 [001] 或 [110] 的磁场在小于几特斯拉的较小场值下，诱导了由 Qz 与 Qx ∝ x2-y2 张成的二维空间内序参量的不连续切换。基于对称性的理论分析表明，若四极-四极相互作用中的磁塞曼相互作用与各向异性之间存在竞争，且后者在低场中主导前者、在高场中反之，则可引发这些相变。此外，在对称性破缺的 FQ 相中观察到 NMR 奈特位移与磁化率之间比例关系的显著违背，表明 FQ 序对导带与 f 电子间杂化有显著影响，而该杂化反过来介导导致 FQ 序的 RKKY 型四极相互作用。这一反馈效应可能是四极序中并非常见于磁相变的特征，并在诱导不连续相变中起关键作用。
引用
@article{arxiv.1903.10215,
title = {Field-Induced Switching of Ferro-Quadrupole Order Parameter in PrTi2Al20},
author = {Takanori Taniguchi and Kazumasa Hattori and Makoto Yoshida and Hikaru Takeda and Shota Nakamura and Toshiro Sakakibara and Masaki Tsujimoto and Akito Sakai and Yosuke Matsumoto and Satoru Nakatsuji and Masashi Takigawa},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.10215},
year = {2019}
}
备注
20 pages, 21 figures