我们报告的Ba 3 TeCo 3 P2 O 14,Pb 3 TeCo 3 P2 O 14,和Pb 3 TeCo 3V 2 O 14的结构和磁性特征,是基于矿物Dugganite,这是同构的Langasites的化合物。该结构的磁性部分由多层Co2+三角形组成。核和磁结构通过同步加速器和中子粉末衍射数据的共同改进来确定。与未畸变的Ba 3 TeCo 3 P2 O 14的P321 Langasite结构相反,对于Pb 3 TeCo 3 P2 O 14和Pb 3 TeCo 3V 2 O 14,发现产生大的超晶胞的复杂结构畸变。与锌类似物Pb 3 TeZn 3 P2 O 14一起研究的三种化合物的比较,也在这里表征,表明畸变是由Pb 2+孤对驱动的;因此,Pb化合物在热电空间群P2中结晶。磁化率,磁化强度,和热容量的测量进行表征的磁性行为。这三种化合物都成为反铁磁的,其Néel温度分别为TN ~ 21 K(Ba 3 TeCo 3 P2 O 14)、~ 13 K(Pb 3 TeCo 3 P2 O 14)和~ 8 K(Pb 3 TeCo 3V 2 O 14),并且它们在高的外加磁场下表现出磁性转变,表明在这种结构类型中四面体配位的d 7 Co2+具有内在复杂的磁性行为。
英文摘要:
We report the structural and magnetic characterizations of Ba3TeCo3P2O14, Pb3TeCo3P2O14, and Pb3TeCo3V2O14, compounds that are based on the mineral Dugganite, which is isostructural to Langasites. The magnetic part of the structure consists of layers of Co2+ triangles. Nuclear and magnetic structures were determined through a co-refinement of synchrotron and neutron powder diffraction data. In contrast to the undistorted P321 Langasite structure of Ba3TeCo3P2O14, a complex structural distortion yielding a large supercell is found for both Pb3TeCo3P2O14 and Pb3TeCo3V2O14. Comparison of the three compounds studied along with the zinc analog Pb3TeZn3P2O14, also characterized here, suggests that the distortion is driven by Pb2+ lone pairs; as such, the Pb compounds crystallize in a pyroelectric space group, P2. Magnetic susceptibility, magnetization, and heat capacity measurements were performed to characterize the magnetic behavior. All three compounds become antiferromagnetic with Néel temperatures TN ~ 21 K (Ba3TeCo3P2O14), ~ 13 K (Pb3TeCo3P2O14), and ~ 8 K (Pb3TeCo3V2O14), and they exhibit magnetic transitions at high applied magnetic fields, suggesting intrinsically complex magnetic behavior for tetrahedrally coordinated d7 Co2+ in this structure type.
Unusual magnetoelectric effect in paramagnetic rare-earth langasite
违反时间反演和空间反演对称性对基本粒子和宇宙学有着深远的影响。这些对称性在相变时的自发破缺会在凝聚态系统中产生非常规的物理现象,例如由磁螺旋、电磁振子、光和自旋波的非互易传播以及线性磁电(ME)效应(与所施加的磁场成比例的电极化的强度以及由电场诱导的磁化强度)引起的铁电性。在这里,我们报告的实验研究的钬掺杂的硅酸镓镧,Ho $_{x}$ La $_{3-x}$ Ga $_5$ SiO $_{14}$,显示了一个令人费解的组合的线性和高度非线性ME响应在无序顺磁状态:其电极化的强度增长线性的磁场,但振荡多次旋转后的磁场矢量。我们提出了一个简单的唯象哈密顿量来描述这种不寻常的行为,并从微观上利用稀土离子的磁多极与电场的耦合来推导它。
Spin-wave directional anisotropies in antiferromagnetic Ba$_{3}$NbFe$_{3}$Si$_{2}$O$_{14}$
Ba $_{3}$ NbFe $_{3}$ Si $_{2}$ O $_{14}$(硅酸镧镓)在结构和磁性上是单畴手性的,通过竞争对称交换相互作用诱导磁螺旋。利用中子散射,我们证明了反铁磁硅酸镓中的自旋波具有方向各向异性。在沿$c$轴施加时间反演对称性破缺磁场时,当动量转移$\pm$ $\vec{Q}$或施加磁场$\pm$ $μ_{0}$ H的符号反转时,自旋波能量不同。当在结晶学$ab$ -平面内施加场时,自旋波色散是定向的\textit{isotropic},并且在$\pm$ $μ_{0}$ H中是对称的。然而,在自旋波强度中观察到方向各向异性。我们讨论了这种方向性各向异性的分散在硅酸镓的动态单元格交错磁化的场致进动。方向各向异性,或通常被称为非互易响应,可以在没有Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用或其他自旋轨道耦合效应的情况下发生在反铁磁相中。
THz Magneto-electric atomic rotations in the chiral compound Ba$_3$NbFe$_3$Si$_2$O$_{14}$
用同步辐射测量方法测量了手性硅酸镓镧$_3$ $_2$ O $_{14}$的太赫兹光谱。两个激发被证明具有不同的性质。第一个,纯磁性,在低温下观察到的磁有序相,并被分配到一个磁振子。第二个persits远到顺磁相,并表现出在略有不同的能量的电和磁活动。这种磁电激发被解释为原子旋转,并需要一个螺旋电极化的强度。
The critical role of stereochemically active lone pair in introducing high temperature ferroelectricity
本文对两种硅酸镧系化合物Ba $_3$ TeCo $_3$ P $_2$ O $_{14}$(无孤对电子)和Pb $_3$ TeCo $_3$ P $_2$ O $_{14}$(Pb $^{2+}$ 6 $s^2$孤对电子)的结构、介电和磁性进行了比较研究,以精确地探索存在立体化学活性孤对电子时室温自发极化的发展.在$_3$的情况下,Pb 6PDMATHABMR与Pb 6PDMATHABMS和O2 $p$的混合有助于孤对电子具有立体化学活性.该立体化学活性孤对电子在晶胞内带来大的结构畸变并产生极性几何形状,而Ba $_3$ TeCo $_3$ P $_2$ O $_{14}$化合物由于不存在任何此类效应而保持非极性结构。因此,在变化的电场下的极化测量证实了Pb $_3$ TeCo $_3$ P $_2$ O $_{14}$的室温铁电性,这不是Ba $_3$ TeCo $_3$ P $_2$ O $_{14}$的情况。通过对铁电性微观机理的深入研究,揭示了TeO $_6$八面体单元和Pb-六方体单元的激发活性。
Neutron diffraction in MnSb2O6: Magnetic and structural domains in a helicoidal polar magnet with coupled chiralities
MnSb $_{2}$ O $_{6}$基于结构手性$P$ 321空间群#150,其中Mn $^{2+}$磁矩($S=5/2$,$L\approx 0$)在$T_\mathrm{N}=12$ K下反铁磁性有序。与相关的铁基硅酸镧镓矿(Ba $_3$ NbFe $_3$ Si $_2$ O $_{14}$)不同,其中低温磁性基于以时间均匀赝标“磁”手性为特征的适当螺旋,MnSb $_{2}$ O $_{6}$中的Mn $^{2+}$离子在低温下具有摆线结构,而不是由时间均匀矢量“磁”极性描述。发现了一种倾斜的摆线结构[M. Kinoshita等人,Phys. Rev. Lett. 117,047201(2016)]以促进在施加的磁场下的铁电切换。在这项工作中,我们应用极化和非极化中子衍射分析的磁性和核结构的MnSb $_{2}$ O $_{6}$的目的是了解这种磁电耦合。我们没有发现任何证据的螺旋磁结构的自旋包络轴之一倾斜远离摆线$c$轴。然而,在施加磁场$\parallel$ $\vec{c}$时,自旋旋转平面可以倾斜,从而产生摆线-螺旋混合物,对于大于$\approx$ 2 T的磁场,该摆线-螺旋混合物朝向扭曲的螺旋(零摆线分量)演变。我们提出了一种机制,以前报道的铁电开关的基础上耦合的结构和磁性的手性只需要一个结构手性域的不平衡。
Anisotropic physical properties of PrRhAl$_4$Si$_2$ single crystal a non-magnetic singlet ground state compound
我们已经生长出PrRhAl $_4$ Si $_2$的单晶,其以四方晶体结构结晶。从低温物理性质的测量,如,磁化率,磁化强度,热容和电阻率,我们发现,该化合物不显示任何磁有序低至70 mK。通过对样品磁化率和比热测量的晶场计算表明,PrRhAl $_4$ Si $_2$中Pr原子的9重简并$(2J+1)$能级在123 K处分裂为7个能级,其中有一个单重态基态和一个分离良好的激发二重态,总能级分裂能为320 K.
Effect of crystal field and external magnetic field on the magnetic and thermodynamic properties of the Ising mixed spin (1-1/2-1) three layers system of cubic structure
Short-range Crystalline Order-Tuned Conductivity in Cr$_2$Si$_2$Te$_6$ van der Waals Magnetic Crystals
二维磁性材料(2DMM)不仅对研究二维长程磁有序的本质具有重要意义,而且对未来的自旋电子器件也具有重要意义。特别令人感兴趣的是2DMM,其中可以通过电传导来操纵自旋。而Cr $_2$ Si $_2$ Te $_6$在少层晶体中表现出磁有序,其大的带隙抑制了电子传导。在这里,我们表明,缺陷引起的短程晶体顺序在Cr $_2$ Si $_2$ Te $_6$的长度尺度低于0.6 nm诱导大幅降低的带隙和稳健的半导体行为下降到2 K,变成金属10 GPa以上。我们的研究结果将有助于2DMM中导电态的设计,并呼吁剥离型单晶中电子结构的自旋分辨测量。
Absence of a Competition between Magnetism and Superconductivity in the Layered Nickel Borocarbides: Common Correlation Tc with Crystal Chemical Parameters for Magnetic and Nonmagnetic Compounds
Symmetry Conditions for Non-reciprocal Light Propagation in Magnetic Crystals
最近的研究表明,在低对称磁性晶体中,光学过程中存在着互易性的破坏。在这些晶体中,对于反向传播的光束,光速可以不同。相应地,它们可以显示出强的方向各向异性,例如方向相关吸收,也称为方向二向色性[S. Bordács等人,8,734(2012); M. Saito等人,日本物理学会77,013705(2008)]。基于对称性的考虑,我们确定的磁点组的材料,可以主机这样的方向各向异性,也提供了一个列表的可能的候选材料来观察这些现象。在大多数情况下,晶体的对称性不仅允许光学过程的方向各向异性,而且还允许粒子束和标量波的传播。我们还预测了新类型的定向光学各向异性-除了光磁电效应和磁手征二向色性迄今调查-并指定磁点群的晶体,它们可以出现。