反铁磁体 SrNdFeO$_4$中的磁相变与磁电效应

我们通过测量磁性、比热和介电常数，研究了单晶 SrNdFeO$_{4}$的磁相图。该系统包含两种磁活性离子：Fe$^{3+}$和 Nd$^{3+}$。Fe$^{3+}$自旋在 360 K 以下呈反铁磁有序，磁矩位于 ab 平面内，并在约 35-37 K 发生重取向相变，转变为磁矩沿 c 轴的反铁磁有序。Nd$^{3+}$沿 c 轴的短程反铁磁有序归因于 Fe$^{3+}$的重取向，随后在更低温度下发生长程有序 [S. Oyama {\it et al.} J. Phys.: Condens. Matter. {\bf 16}, 1823 (2004)]。在低温和高于 8 T 的磁场下，Nd$^{3+}$磁矩完全自旋极化。介电常数也显示出与自旋构型变化相关的异常，表明该化合物中存在显著的自旋 - 晶格耦合。我们提出了一种可能的磁结构来解释这些结果。