室温弱铁磁性BaFeF4中磁相变诱导的铁电极化
材料科学
2022-04-22 v1
摘要
BaMF4（M=Fe、Co、Ni和Mn）族是典型的 multiferroic 材料，在约液氮温度处具有反铁磁性。本工作中，通过固相反应制备了多晶BaFeF4。Fe的轻微缺失导致+2与+3价态共存，促使电子通过中间F-离子在相邻Fe2+与Fe3+离子间跳跃，从而产生强双交换相互作用并在高于室温时呈现弱铁磁性。零场冷与场冷温度依赖磁化曲线约在170 K处的分叉表明二维反铁磁性的起始，该过程在约125 K磁化强度突降处完成。尽管其为I型 multiferroic，其磁电性可由热释电电流证实：热释电电流在约170 K起峰、约125 K结束。观察到约34 μC/m2的饱和铁电极化变化，该变化可被反向极化电场翻转，并在90 kOe磁场下减小至约30 μC/m2。此磁电性可由第一性原理计算定性重现。我们的结果代表了在铁电氟化物中搜寻高温 multiferroics 的实质性进展。
引用
@article{arxiv.2204.10052,
title = {Magnetic phase transition induced ferroelectric polarization in BaFeF4 with room temperature weak ferromagnetism},
author = {Fan Zhang and Yongsen Tang and Ranran Li and Tianyu Liu and Dingshi Xu and Yinzhu Chen and Ben Niu and Shijun Yuan and Sai Qin and Zhibo Yan and Jun Du and Di Wu and Qi Li and Shuai Dong and Qingyu Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.10052},
year = {2022}
}
备注
18 pages, 5 figures