多铁性钙钛矿锰氧化物的微观模型与相图
强关联电子
2016-09-08 v2 材料科学
摘要
正交畸变钙钛矿锰氧化物RMnO3（其中R为三价稀土离子）展现出多种磁性和电性相，包括多铁性（即同时具有磁性和铁电性）相以及迷人的磁电现象。我们通过构建一个微观自旋模型，从理论上研究了RMnO3的相图，该模型不仅包括超交换相互作用，还包括单离子各向异性(SIA)和Dzyaloshinsky-Moriya相互作用(DMI)。使用蒙特卡洛方法对该模型的分析，再现了作为R离子半径函数的实验相图，其中包含两种不同的多铁性态，即铁电极化P//a的ab面自旋摆线态和P//c的bc面自旋摆线态。正交晶格畸变或由此畸变增强的次近邻自旋交换，通过调节SIA和DMI能量，精巧地控制着这两个相之间的激烈竞争。这导致了与实验一致的由晶格畸变引起的P从a到c的重新取向。我们还讨论了A型反铁磁态中的自旋结构、摆线自旋态中的自旋结构、正弦共线自旋态的起源和性质，以及许多其他问题。
引用
@article{arxiv.0905.1857,
title = {Microscopic Model and Phase Diagrams of the Multiferroic Perovskite Manganites},
author = {Masahito Mochizuki and Nobuo Furukawa},
journal= {arXiv preprint arXiv:0905.1857},
year = {2016}
}
备注
23 pages, 19 figures. Recalculated results after correcting errors in the assignment of Dzyaloshinsky-Moriya vectors