扭曲六方形结构中的有限-q 反铁托罗德和铁托罗德有序

高度几何上混乱的晶格结构，如扭曲六方形（或准六方形）结构，通过与电子结构、拓扑性质和磁性相互作用，丰富了物理现象。最近有报道称，某合金 HoAgGe 表现出两种具有有限磁场波矢 $q=(1/3,1/3,0)$ 的不同磁结构：一种是在中间温度区域的部分有序态，另一种是在最低温度区域的六方形自旋冰态。我们从多极化表示理论出发，理论性地阐明了前者表现为反铁托罗德有序，而后者表现为铁托罗德有序，这与前述研究的解释相反。我们还展示了多轨道系统中激活的磁托罗德矩的微观形成机制。结果发现，六方形结构的扭曲程度在决定反铁托罗德和铁托罗德有序的性质方面发挥着重要作用，这导致磁托罗德偶极子的反铁型和铁型分布之间出现交叉。我们通过评估线性磁电效应来确认了这一趋势。本分析可适用于各种晶格结构和磁场波矢，而无需考虑簇的来源。