Y$_2$NiMnO$_6$纳米棒中的室温表面多铁性

我们报道在双钙钛矿Y$_2$NiMnO$_6$化合物的纳米棒（直径$\sim$100 nm）中观察到表面缺陷诱导的室温多铁性——表面铁磁性（50 kOe下$M_S$ $\sim$0.005 emu/g）、铁电性（$P_R$ $\sim$2 nC/cm$^2$）以及显著大的磁电耦合（在$\sim$15 kOe场下$P_R$降低$\sim$80%）。在块体形式下，该体系仅在其磁转变温度$T_N$ $\approx$ 70 K以下表现出多铁性。另一方面，形成于纳米棒表面区域（厚度$\sim$10 nm）的氧空位，通过具有强Rashba自旋轨道耦合的Dzyaloshinskii-Moriya交换相互作用产生长程磁有序以及铁电性。在磁场下$P_R$的急剧下降也表明磁性与铁电性之间的强交叉耦合。在纳米尺度下观察到块体形式仅于70 K以下表现多铁性的化合物的室温磁电耦合，凸显了通过表面缺陷诱导磁电多铁性的替代途径，因此与例如在异质外延生长薄膜的畴壁、边界或界面中观察到的磁电性质一致，而这些薄膜在块体下不表现此类特征。