同步辐射X射线衍射揭示单晶YCrO$_3$的结构对称性

我们通过高分辨率同步辐射X射线衍射研究报道了单晶YCrO$_3$化合物的晶格参数、原子位置、键长与键角、以及局域晶格畸变大小和模式等晶体学信息。数据收集于120 K（低于$T_\textrm{N} \sim$ 141.5 K）、300 K（位于[$T_\textrm{N}$, $T_\textrm{C}$]内）和500 K（高于$T_\textrm{C} \sim$ 473 K）。利用同步辐射X射线的高强度与高亮度，我们得以用先前提出但详细结构参数尚未确定的非中心对称单斜结构模型（$P12_11$，No. 4）精修收集的图谱。同时，为对照研究，我们用中心对称正交空间群（\emph{Pmnb}，No. 62）计算了图谱。晶格常数\emph{a}、\emph{b}和\emph{c}以及单胞体积随升温几乎线性增大。我们观察到采用$P12_11$空间群时键长、键角及局域畸变强度的分布更为分散。这表明：(i) 120 K下Cr2O$_6$的局域畸变模式通过主要由O3和O4离子中介的Cr1-Cr2自旋相互作用，与倾斜反铁磁序的形成相关。(ii) 300 K下应变平衡的Cr1-O3(O4)与Cr2-O5(O5)键以及Cr1O$_6$和Cr2O$_6$八面体的局域畸变模式，可能是先前报道的介电反常的微观起源。我们的研究证明局域晶格畸变是铁电序形成的关键因素，并为全面理解YCrO$_3$化合物有趣的磁性与准铁电性质提供了一套完整的晶体学数据。