焦钒钴矿 Co2V2O7 的非共线磁结构与各向异性磁弹耦合
强关联电子
2019-10-23 v1
摘要
Co2V2O7 最近被报道表现出惊人的磁场诱导磁化平台和铁电性，但由于其结构复杂性，其磁基态仍不明确。我们采用磁强计测量和飞行时间中子粉末衍射 (NPD) 研究由两种不等价 Co 位点构成的 Co2V2O7 的结构和磁性质。在冷却至尼尔温度 TN = 6.3 K 以下时，我们在 2K 的 NPD 中观察到磁布拉格峰，表明 Co2+ 磁矩长程磁有序的形成。经对称性分析和磁结构精修，我们证明 Co2V2O7 具有复杂的非共线磁基态，Co 磁矩主要位于 b-c 平面内并沿 c 轴形成非共线自旋链状结构。第一性原理计算表明该非共线磁结构在低温下比各种铁磁态更稳定。具有倾斜上-上-下-下自旋构型的非共线磁结构被认为是 Co2V2O7 中磁电耦合的起源，因为相邻自旋间自旋交换相互作用诱导的不等价交换伸缩是铁电性的驱动力。此外，发现晶格参数 a 和 b 的偏离在 TN 以下方向相反，而晶格参数 c 在 TN 以下几乎保持恒定，证明了 Co2V2O7 中的各向异性磁弹耦合。
引用
@article{arxiv.1905.06282,
title = {Non-collinear magnetic structure and anisotropic magnetoelastic coupling in cobalt pyrovanadate Co2V2O7},
author = {W. H. Ji and Y. C. Sun and C. M. N. Kumar and C. Li and S. Nandi and W. T. Jin and Y. Su and X. Sun and Y. Lee and B. Harmon and L. Ke and Z. W. Ouyang and Y. Xiao and Th. Brueckel},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.06282},
year = {2019}
}
备注
9 pages, 8 figures