轻掺杂 Co 稳定 Ni$_3$V$_2$O$_8$ 中的多铁性自旋摆线
强关联电子
2013-11-26 v3
摘要
我们展示了多铁性轻掺杂 Co 的 NiVO 的宏观和中子衍射数据。在母体化合物中掺杂 Co 抑制了四个磁相变序列，仅观察到两个磁有序相：顺电高温非公度（HTI）相和铁电低温非公度（LTI）相。有趣的是，具有螺旋（摆线）磁结构的 LTI 多铁相被稳定至至少 1.8 K，这一点可通过电极化测量揭示并由单晶样品的中子衍射证实。提取的 LTI 相磁矩除了主交换作用外，还包含对称性允许的摆线精细分量，由于混合表示的位点依赖对称性，导致磁矩沿摆线传播方向出现小幅振幅变化。在 HTI 相中，可推导出自旋磁矩存在有限的虚部，从而形成自旋摆线而非纯正弦结构，且不同脊自旋链具有相反的自旋手性。两相中交叉结位的磁有序与纯 Ni 化合物中的相应情况不同。与 NiVO 相比，观察到 HTI 相具有更宽的温度稳定范围，这可归因于 Co 掺杂引起的额外单离子易轴各向异性。Co 掺杂化合物的较大非公度性产生了较大的竞争次近邻与近邻相互作用之比，对于 7% (10%) 的 Co 掺杂水平，=0.43 (0.47)，而母体化合物中为 0.39。
引用
@article{arxiv.1306.6488,
title = {Stabilization of the multiferroic spin cycloid in Ni$_3$V$_2$O$_8$ by light Co-doping},
author = {N. Qureshi and E. Ressouche and A. A. Mukhin and V. Yu. Ivanov and S. N. Barilo and V. Skumryev},
journal= {arXiv preprint arXiv:1306.6488},
year = {2013}
}
备注
9 pages, 6 figures