CoTiO$_3$ 的磁相图、磁弹性耦合与 Grüneisen 标度

我们生长了高质量的 CoTiO$_3$ 单晶，并借助高达 15 T 磁场下的高分辨率电容膨胀仪研究，辅以比热和磁化测量，详细阐明了结构和磁结构效应。此外，我们精修了钛铁矿（$R\bar{3}$）相的单晶结构。在反铁磁有序温度 $T_\mathrm{N}$ 处，热膨胀系数中显著的 $\lambda$ 形异常表明 $c$ 轴和 $b$ 轴均收缩，表明存在强磁弹性耦合，沿 $c$ 轴的单轴压力对 $T_\mathrm{N}$ 的影响是在面内施加压力的六倍。通过 Grüneisen 分析推导的静水压力依赖关系为 $\partial T_\mathrm{N}/ \partial p\approx 2.7(4)$~K/GPa。在高达 60~T 的静态和脉冲磁场中的高场磁化研究以及高场热膨胀测量，有助于构建 CoTiO$_3$ 完整的各向异性磁相图。虽然结果证实了显著磁介电耦合的存在，但我们的数据显示，磁性在远高于 $T_\mathrm{N}$ 的短程有序区以及长程磁有序相中均驱动了所观察到的结构、介电和磁学变化。