NdMn$_{0.8}$Fe$_{0.2}$O$_{3+\delta}$的磁结构：中子粉末衍射实验

解析了混合反铁磁体 NdMn$_{0.8}$Fe$_{0.2}$O$_3$的磁结构。中子粉末衍射数据明确确定了 Mn 亚晶格具有磁传播矢量${\bf k} = (000)$，且在 1.6~K~$< T < T_N (\approx 59$~K) 温度区间内具有 (A$_x$, F$_y$, G$_z$) 磁结构。在同一温度区间内，Nd 亚晶格具有 (0, f$_y$, 0) 贡献。Mn 亚晶格在$T_1 \approx 13$~K 发生自旋重取向转变，而 Nd 磁矩在此温度下保持有序并急剧增加。粉末 X 射线衍射显示在$T_N$处存在强磁弹性效应，但在 2~K 至 300~K 范围内无额外的结构相变。密度泛函理论计算确认了未掺杂 NdMnO$_3$的磁结构，作为我们分析的一部分。综上所述，这些结果表明 NdMn$_{0.8}$Fe$_{0.2}$O$_3$中 Mn 亚晶格的磁结构是 Mn 和 Fe 母体化合物的组合，但 Nd 亚晶格的磁有序跨越的温度区间比 NdMnO$_3$和 NdFeO$_3$更宽。这一结果是 Nd 离子并非独立有序，而是通过 Mn/Fe 亚晶格极化所致。