由格点间电荷转移与有序化驱动的钙钛矿非本征铁电极化

设计与制备铁电极化与晶格、磁性及电子不稳定性等其他序参量相耦合的材料引起了极大的兴趣。这类材料在下一代数据存储器件中将具有不可估量的价值。最近，在理解由晶格和磁性不稳定性引起的非本征铁电耦合机制方面取得了显著进展。然而，尽管已有理论预测，电子与铁电（极性）不稳定性之间的紧凑晶格耦合尚未实现。在此，我们报道了对新型钙钛矿 Hg$^{\textbf{A}}$Mn$^{\textbf{A'}}_{3}$Mn$^{\textbf{B}}_{4}$O$_{12}$ 的详细晶体学研究，发现由于 A' 位和 B 位上的电荷与轨道有序化（其本身由极不寻常的 Mn$^{A'}$-Mn$^B$ 格点间电荷转移驱动）引起的这种耦合，该材料表现出极性基态。极性、电荷、轨道及由此产生的磁性自由度的固有耦合，使该系统具有重大的基础研究意义，而证明该系统及近期报道的一系列混合非本征铁电体中的铁电翻转仍是一项艰巨的挑战。