TmCrO3自旋定向转变中的磁结构演化与磁弹性耦合
强关联电子
2025-11-12 v1 材料科学
摘要
我们系统研究了正交晶体（Pnma）TmCrO3中自旋定向转变（SRO）过程中的磁结构演化。磁化率显示出在T_N = 125 K出现可弯曲抗磁序（CAFM），随后出现两个补偿点（T_comp1和T_comp2），并在T_comp1与T_comp2之间出现磁化率最小。热容显示在T_N处出现尖锐的λ型相变，关联Cr的长程抗磁有序，随后在9 K附近出现较宽的特征。中子粉末衍射（NPD）确立了T_N以下的Pn'm'a（Gamma2）磁结构。在30 K以下的SRO转变中，磁对称性从Pn'm'a（Gamma2）转化为Pn'ma'（Gamma4）相。然而，在SRO以下，Gamma2或Gamma4单独均无法充分匹配磁反射的强度。通过Gamma2和Gamma4的组合推导出的单斜亚群P21'/c'才能实现满意的精细化。Tm和Cr矩在补偿区贯穿SRO过程中呈现渐变变化，这与磁对称性P21'/c'相符。此外，TmCrO3中Cr和Tm有序矩表现出复杂的非单调温度依赖，其中Tm亚晶格驱动了靠近补偿点的自旋定向转变。晶格参数的异常揭示了强大的磁弹性耦合，将结构畸变与SRO相联系。
引用
@article{arxiv.2511.07579,
title = {Magnetic structure evolution and magnetoelastic coupling across the spin reorientation transition in TmCrO3},
author = {Vishesh Sharma and Gaurav Gautam and Poonam Yadav and Chin-Wei Wang and Kaya Wei and N. P. Lalla and Theo Siegrist and Shivani Sharma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.07579},
year = {2025}
}
备注
17 pages, 8 figures