由随机磁交换诱导的多铁性磁螺旋

多铁性可源于磁螺旋序引起的空间反演对称性破缺。稳定磁螺旋的通常机制是不同作用范围和符号的磁交换相互作用之间的竞争，例如最近邻和次近邻相互作用。由于后者通常较弱，通过该机制产生多铁性的起始温度通常较低。通过考虑 YBaCuFeO$_5$ 的一个现实模型，我们提出了一种替代的磁螺旋序机制，进而提出了一种多铁性机制，其发生温度要高得多。我们利用 Monte-Carlo 模拟和基于密度泛函理论的电子结构计算表明，在几何非阻挫晶格上仅有最近邻相互作用的 Heisenberg 模型，当阻挫键沿单一晶向随机引入时（例如由特定类型的化学无序引起），可以直至高温下仍存在螺旋相。这种长程关联的阻挫图样避免了铁电非活性的自旋玻璃序。最后，我们对该机制提供了直观的解释，并讨论了其向其他材料的推广。