CoCr$_2$O$_4$中的磁振子与磁介电效应：拉曼散射研究

磁电材料因展现丰富的现象而产生了广泛的技术和科学兴趣，这些现象包括磁序与铁电序共存、磁介电行为以及诸如电磁振子之类的奇异混合激发。多铁性尖晶石材料 CoCr$_2$O$_4$ 是多铁性材料的一个特别有趣的例子，因为在亚铁磁相中磁电行为的证据似乎与诱导宏观极化的传统非共线自旋驱动机制相冲突。本文报道了 CoCr$_2$O$_4$ 的磁振子和声子谱的非弹性光散射研究，作为温度、压力和磁场的同时函数。在 CoCr$_2$O$_4$ 的居里温度（$T_C \sim 94$ K）以下，我们观察到具有 T$_{1g}$ 对称性的 $\omega \sim 16 \,\text{cm}^{-1}$ $\boldsymbol q=0$ 磁振子，其具有轴矢量的变换性质。T$_{1g}$ 对称性磁振子的异常大拉曼强度是具大磁光响应材料的特征，并可能源于强烈调制 CoCr$_2$O$_4$ 中介电响应的强磁涨落。T$_{1g}$ 对称性磁振子的拉曼磁化率在磁场下表现出强依赖性，与 CoCr$_2$O$_4$ 中观测到的磁介电响应一致，表明 CoCr$_2$O$_4$ 中的磁介电行为主要源于与长波声子强耦合的磁涨落的场依赖抑制。用外加压力增加 CoCr$_2$O$_4$ 中的磁各向异性，降低了 T$_{1g}$ 对称性磁振子拉曼磁化率的磁场依赖性，表明应变可用于控制 CoCr$_2$O$_4$ 中的磁介电响应。