MnSb2O6中的中子衍射：具有耦合手性的螺旋极性磁体中的磁与结构畴

MnSb$_{2}$O$_{6}$ 基于结构手性空间群 $P$321（#150），其中磁性 Mn$^{2+}$ 矩（$S=5/2$，$L\approx 0$）在 $T_\mathrm{N}=12$ K 下反铁磁有序。不同于相关的铁基镧方石（Ba$_3$NbFe$_3$Si$_2$O$_{14}$）——其低温磁性基于以时间偶赝标量“磁”手性为特征的真螺旋，MnSb$_{2}$O$_{6}$ 中的 Mn$^{2+}$ 离子在低温下以摆线（cycloidal）结构有序，反而由时间偶矢量“磁”极性描述。已有研究发现[M. Kinoshita et al. Phys. Rev. Lett. 117, 047201 (2016)]倾斜摆线结构可在外加磁场下促成铁电开关。在本工作中，我们应用极化与非极化中子衍射分析 MnSb$_{2}$O$_{6}$ 中的磁与核结构，旨在理解此种磁电耦合。我们发现无证据表明存在自旋包络轴之一偏离摆线 $c$-轴的螺旋磁结构。然而，施加 $\parallel$ $\vec{c}$ 的磁场时，自旋旋转平面可被倾斜，产生摆线-螺旋混合体，并在大于 $\approx$ 2 T 的场中演化为畸变螺旋（零摆线分量）。我们基于仅需结构手性畴不平衡的耦合结构与磁手性，提出了先前报道的铁电开关的机制。