Pb(Fe$_{1/2}$Nb$_{1/2}$)O$_3$中的磁趋肤效应

弛豫铁电体因其由强化学不均匀性引起的潜在随机偶极场而表现出卓越的介电性能。弛豫体一个不寻常的结构方面是趋肤效应，其中单晶的近表面区域表现出与体相不同的结构和临界现象。弛豫体的独特之处在于这种趋肤效应延伸至约100微米的宏观长度尺度，而通常的表面层仅延伸几个晶胞（或约纳米）。我们提出了对Pb(Fe$_{1/2}$Nb$_{1/2}$)O$_{3}$（PFN）的μ子谱学研究，该材料表现出铁电有序，包括许多类似弛豫体的介电特性，如频率展宽的介电响应，以及具有空间短程极性关联的反铁磁性，因此可被称为多铁性材料。就由Fe$^{3+}$（$S=5/2$，$L\approx0$）离子决定的磁性行为而言，PFN已被表征为“团簇自旋玻璃”的一个独特例子。我们使用可变动量μ子谱学来研究一个大的1 cm$^{3}$ PFN晶体中慢磁弛豫的深度依赖性。零场正μ子自旋弛豫使用拉伸指数进行参数化，表明Fe$^{3+}$自旋的弛豫速率存在分布。该频率带宽随μ子动量变化，表明在我们的单晶中，Fe$^{3+}$弛豫速率随μ子注入深度变化。使用负μ子元素分析，我们发现Fe$^{3+}$/Nb$^{5+}$浓度随深度的变化很小或不可测量，这意味着仅化学浓度不能解释弛豫动力学的变化。PFN显示出与弛豫铁电体结构性质中报道的类似的磁趋肤效应。