揭示多铁性辉石 NaFeGe2O6 的复杂磁结构：实验与理论结合研究
强关联电子
2018-09-19 v2
摘要
通过中子粉末衍射、热力学测量、密度泛函能带计算和蒙特卡洛模拟，系统研究了多铁性辉石 NaFeGe2O6 的磁有序及其 underlying 磁模型。降温时，NaFeGe2O6 先在约 50 K 以下的顺磁态中表现出由磁漫散射揭示的一维自旋-自旋关联。沿 a 方向的自旋密度波正弦结构于 13 K 出现，随后在 11.6 K 以下转变为自旋位于 (ac) 平面的螺旋构型。微观上，最强的磁耦合沿结构链方向，J1 ≈ 12 K，这可能与一维自旋-自旋关联有关。链间耦合 J2 ≈ 3.8 K 与 J3 ≈ 2.1 K 能量上相当且相互竞争，从而导致非公度有序，这与其他过渡金属辉石中某类链间耦合占优的情况形成鲜明对比。NaFeGe2O6 的磁模型还由沿 a 方向的弱单离子各向异性进一步完善。我们的结果解决了先前关于 NaFeGe2O6 磁有序的争议，并确立了磁结构的相关对称性。这些结果结合对称性分析，使我们能够识别该化合物中磁电耦合的可能机制。我们还阐明了辉石中形成非公度磁有序的微观条件。
引用
@article{arxiv.1805.01436,
title = {Unravelling the complex magnetic structure of multiferroic pyroxene NaFeGe2O6: A combined experimental and theoretical study},
author = {Lei Ding and Pascal Manuel and Dmitry D. Khalyavin and Fabio Orlandi and Alexander A. Tsirlin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.01436},
year = {2018}
}
备注
10 pages 10 figures, PRB(accepted)