多铁性2H-AgFeO2中的磁有序与铁电性：六方与菱方多型体的比较
强关联电子
2019-03-05 v1
摘要
通过中子衍射、磁化率、比热、热释电电流和介电常数测量，研究了六方三角晶格反铁磁体2H-AgFeO2的磁性与介电性质。发现铁电极化P ~ 5 {\mu}C/m2在11 K以下出现，源于体系磁基态的极性本质。在11 K < T < 18 K温区内，发生具有非极性磁点群mmm1'和k1 = (0,q1_b,0; q1_b = 0.390-0.405)传播矢量的非公度自旋密度波（ICM1）。在14 K以下，出现 proper screw 有序（ICM2）和k2 = (0,q2_b,0; q2_b = 0.385-0.396)作为次要相，其与ICM1和基态共存直至最低测量温度5.5 K。未观测到与ICM2相关联的铁电极化，与其非极性点群2221'一致。最后，具有摆线分量和proper screw分量的螺旋序（ICM3）以及k3 = (q3_a,q3_b,0; q3_a = 0.0467, q3_b = 0.349)在11 K以下作为体系基态涌现。基于推得的磁点群21'，我们得出结论：ICM3中的铁电极化平行于c轴，并由逆Dzyaloshinskii-Moriya效应引起，其中p1 ~ rij x (Si x Sj )。与菱方3R-AgFeO2多型体不同，由于2H-AgFeO2六方晶格施加的对称性约束，宏观极化p2 ~ Si x Sj的额外贡献在本文情况下不被允许。
引用
@article{arxiv.1903.01307,
title = {Magnetic ordering and ferroelectricity in multiferroic 2H-AgFeO2: Comparison between hexagonal and rhombohedral polytypes},
author = {Noriki Terada and Dmitry D. Khalyavin and Pascal Manuel and Yoshihiro Tsujimoto and Alexei A. Belik},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.01307},
year = {2019}
}