极性磁体中不对称交换相互作用的自旋与轨道效应：M(IO3)2 (M = Cu, Mn)
材料科学
2021-09-28 v2 强关联电子
摘要
我们通过研究两种磁性极性材料 Cu(IO3)2（，含轨道贡献）和 Mn(IO3)2（，轨道磁性被淬灭），并将其电子和磁性与结构相关联，研究了自旋和轨道效应如何影响促进 Dzyaloshinskii-Moriya (DM) 相互作用的能力。这些配合物的化学控制低温合成产生了纯多晶样品，为制备过渡金属碘酸盐的体相形式提供了可行途径。粉末同步辐射 X 射线衍射数据的 Rietveld 精修表明，这些材料表现出不同的晶体结构，但结晶于相同的极性手性 P21 空间群，从而沿 b 轴方向产生电极化。在 Cu(IO3)2 中观察到向可能拓扑不同态的明显相变，而在 Mn(IO3)2 中则没有，这暗示了自旋轨道耦合的重要作用。中子衍射实验为这些材料的磁性基态提供了有益的见解。Cu(IO3)2 的长波长非公度性与轨道效应和各向异性磁交换相一致，而 Mn(IO3)2 的公度条纹反铁磁（AFM）基态则归因于淬灭的轨道角动量和各向同性磁耦合。这项工作展示了自旋与轨道综合效应、磁耦合维度与 DM 交换之间的联系，为调节促进拓扑不同自旋相演变的不对称相互作用提供了一种有价值的方法。
引用
@article{arxiv.2108.04290,
title = {Spin and Orbital Effects on Asymmetric Exchange Interaction in Polar Magnets: M(IO3)2 (M = Cu, Mn)},
author = {Ebube E. Oyeka and Michal J. Winiarski and Maurice Sorolla and Keith M. Taddei and Allen Scheie and Thao T. Tran},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.04290},
year = {2021}
}