Ga替代作为多铁性TbMnO₃中Mn-Tb耦合的有效调控手段

为研究Mn磁有序对Tb磁子晶格的影响，在多铁性TbMnO$_{3}$中进行了Ga对Mn的替代。对TbMn$_{1-x}$Ga$_x$O$_{3}$（$x$ = 0, 0.04, 0.1）样品进行了完整的表征，包括磁化强度、阻抗谱、X射线共振散射以及粉末和单晶的中子衍射。我们发现，在所有组分保持相同晶体结构的情况下，Ga对Mn的替代导致$T_{\rm N}^{\rm Mn}$和$\tau^{\rm Mn}$线性下降，反映了交换相互作用强度$J_{\rm Mn-Mn}$的减弱以及Mn-O-Mn键角的变化。同时，观察到感应Tb磁有序和独立Tb磁有序均被强烈抑制。这一行为明确证明，在$T_{\rm N}^{\rm Mn}$以下的整个温度范围内，交换场$J_{\rm Mn-Tb}$对Tb磁有序具有强烈影响，并实际上稳定了Tb磁基态。