众所周知,协同Jahn-Teller排序在1170 $^{\circ}$ C下将Mn $_3$ O $_4$中的立方$Fd\overline{3}m$驱动为四聚体$I$ 4 $_1$/$amd$结构畸变。Mn $_3$ O $_4$在42 K下磁有序化时发生进一步的结构畸变。采用高分辨率变温同步辐射X射线衍射,我们表明,四元$I$ 4 $_1$ / $amd$和正交$Fddd$相共存,几乎相等的分数,低于Mn $_3$ O $_4$的Néel温度。观察到正交晶系$a$和$b$晶格常数与四方晶系$a$晶格常数的显著变化。Mn $_3$ O $_4$中的结构相共存归因于由于四元$I$ 4 $_1$ / $amd$和正交$Fddd$相之间的晶格失配而引起的大应变。从Rietveld细化确定的应变张量显示出高度应变的$I4_1/amd$相的基质,其在相共存制度中容纳成核正交$Fddd$相。在Mn $_3$ O $_4$中观察到的变形与其他磁性尖晶石的结构变形的比较表明,当结构变形发生在低于50 K时,相共存可能是一个共同的主题。
英文摘要:
Cooperative Jahn-Teller ordering is well-known to drive the cubic $Fd\overline{3}m$ to tetragonal $I$4$_1$/$amd$ structural distortion in Mn$_3$O$_4$ at 1170 $^{\circ}$C. Further structural distortion occurs in Mn$_3$O$_4$ upon magnetic ordering at 42 K. Employing high-resolution variable-temperature synchrotron x-ray diffraction we show that tetragonal $I$4$_1$/$amd$ and orthorhombic $Fddd$ phases coexist, with nearly equal fractions, below the Néel temperature of Mn$_3$O$_4$. Significant variation of the orthorhombic $a$ and $b$ lattice constants from the tetragonal $a$ lattice constant is observed. Structural phase coexistence in Mn$_3$O$_4$ is attributed to large strains due to the lattice mismatch between the tetragonal $I$4$_1$/$amd$ and the orthorhombic $Fddd$ phases. Strain tensors determined from Rietveld refinement show a highly strained matrix of the $I4_1/amd$ phase that accommodates the nucleated orthorhombic $Fddd$ phase in the phase coexistence regime. A comparison of the deformation observed in Mn$_3$O$_4$ to structural deformations of other magnetic spinels shows that phase coexistence may be a common theme when structural distortions occur below 50 K.
利用热力学、磁学和介电测量研究了四元尖晶石Mn $_3$ O $_4$中与自旋有序转变相关的介电异常。我们发现,Mn $_3$ O $_4$中的三个磁有序转变中的两个导致了零外加磁场下随温度变化的介电常数的降低.施加磁场的多晶样品离开这两个介电异常几乎不变,但导致介电常数的增加,在中间自旋有序过渡。我们讨论了这种磁介电行为的自旋-声子耦合的可能起源。能带结构的计算表明,在其亚铁磁态,Mn $_3$ O $_4$对应于一个半导体没有轨道简并由于强Jahn-Teller失真。
Magnetocapacitance as a sensitive probe of magnetostructural changes in NiCr$_2$O$_4$
尖晶石NiCr $_2$ O $_4$的特征在于使用介电和高磁场测量。磁介电响应的趋势落入三个明确的温度制度对应于已知的磁性和结构转变。在65 ° K以上,观察到介电常数对弱磁场的依赖性,没有滞后。当30\,K\,$\leq\,T\,\leq$\,65\,K时,观察到介电常数对磁场的强烈依赖性,并且滞后发展,导致所谓的蝴蝶环。在30 ℃以下,磁介电滞后增强.磁介电磁滞反映了磁滞,表明自旋-自旋相互作用是NiCr $_2$ O $_4$中磁电效应的机制。然而,在高磁场下,磁化强度继续增加,而介电常数饱和。NiCr $_2$ O $_4$的磁介电测量结果表明,在20 K时存在一个额外的先前未观察到的转变。磁性和结构的细微变化表明,这种20,K异常对应于亚铁磁有序化的完成和自旋驱动的结构畸变。我们证明了磁电容是磁结构畸变的灵敏探针。
Magnons and Magnetodielectric Effects in CoCr$_2$O$_4$: Raman Scattering Studies
磁电材料由于其所表现出的丰富的现象而引起了广泛的技术和科学兴趣,包括磁性和铁电性有序的共存,磁介电行为,以及诸如电磁振子的奇异混合激发。多铁性尖晶石材料CoCr $_2$ O $_4$是多铁性材料的一个特别有趣的例子,因为亚铁磁相的磁电行为的证据似乎与传统的非共线自旋驱动机制相冲突。用非弹性光散射方法研究了CoCr $_2$ O $_4$的磁振子和声子谱随温度、压力和磁场的变化.在CoCr $_2$ O $_4$的居里温度($T_C \sim 94$ K)以下,我们观察到具有T $_{1g}$对称性的$ω\sim 16 \,\text{cm}^{-1}$ $\boldsymbol q=0$磁振子,它具有轴向矢量的变换性质。T $_{1g}$对称磁振子的极大拉曼强度是具有大磁光响应的材料的特征,并且可能由强烈调制CoCr $_2$ O $_4$中的介电响应的大的磁波动引起。的T $_{1g}$ -对称磁振子的拉曼磁化率表现出很强的磁场依赖性,这是一致的磁介电响应中观察到的CoCr $_2$ O $_4$,这表明磁介电行为在CoCr $_2$ O $_4$主要是从磁场依赖性抑制的磁波动,强烈耦合到长波长的声子。随着所施加的压力增加CoCr $_2$ O $_4$中的磁各向异性降低了CoCr $_2$ O $_4$中T $_{1g}$对称性磁振子拉曼磁化率的磁场依赖性,表明应变可用于控制…
Neutron Scattering Studies of the Breathing Pyrochlore Antiferromagnet LiGaCr$_{4}$O$_{8}$
我们报告的尖晶石氧化物LiGaCr $_{4}$ O $_{8}$,其中磁性离子Cr $^{3+}$形成呼吸烧绿石晶格的中子散射测量。我们的实验揭示了在磁有序态中几乎无色散的共振模式和色散的自旋波激发的共存,这可以分别用具有相同交换参数的六角环的量子自旋模型和线性自旋波理论定量描述。与其他铬尖晶石氧化物的比较揭示了所有这些材料的共振能和晶格常数之间的线性关系,这与我们的六方环计算一致。我们的研究结果表明,在铬尖晶石氧化物的自旋共振的统一图片。
Coexistence of ferromagnetism and ferroelectricity in the van der Waals multiferroic CuIn0.2V0.8P2S6
D crystal consortium, Materials Research Institute, Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学材料研究所);Department of Physics, Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学物理系);Department of Electrical and Computer Engineering and Quantum Technology Center, University of Maryland(马里兰大学电气与计算机工程系及量子技术中心);Department of Chemistry, Michigan State University(密歇根州立大学化学系);Department of Materials Science and Engineering, Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程系)
Multiferroic Properties of Electrospun CFO-BCTSn Nanocomposites for Magnetoelectric and Magnetic Field Sensing Applications
Jozef Stefan Institute(约瑟夫·斯蒂芬研究所);University of Picardie Jules Verne(皮卡第朱尔斯·凡尔纳大学);Cadi-Ayyad University, Faculty of Sciences and Technology(卡迪·阿亚德大学科学与技术学院);University Mohammed VI Polytechnic (UM6P)(穆罕默德六世理工大学);Aix-Marseille University - CNRS(艾克斯-马赛大学-法国国家科学研究中心);Institute of Physics AS CR(捷克科学院物理研究所)
Evidence for Emergent Kagome Spin Configuration with Concomitant Transverse and Longitudinal Spin-Glass Freezing in the Chemically Ordered M-type Hexaferrite BaFe12O19
磁系统中的阻挫效应传统上被研究考虑预先存在的高温顺磁相的无序或晶格几何形状。我们在这里提出的证据出现的几何挫折作为温度的函数,由于自旋倾斜的长程有序(LRO)的亚铁磁(FMI)相的BaFe 12 O 19(BFO),M型六角铁氧体的巨大的技术应用。BFO的中子散射和磁化率的研究结果表明,第一次出现的高度简并kagome自旋组态的基面自旋分量的BFO与伴随的自旋的横向和纵向分量的冻结导致两个自旋玻璃转变共存的LRO FMI相。我们的研究结果模拟了集中海森堡系统的理论预测,即使在BFO挫折的来源是晶格的几何形状,而不是网站的混乱。我们相信,我们的研究结果将刺激理论研究,以解开物理学的自旋玻璃过渡LRO系统由于新兴的几何挫折,一个方面,至今仍未探索。我们也相信,这项工作将鼓励进一步的实验研究,在寻找低温自旋玻璃转变(s)在LRO相的各种六角铁氧体,甚至其他LRO磁性化合物的自旋排列在三角形,烧绿石和尖晶石晶格没有任何替代无序。
Optimization of magneto-electric properties in Lead-free (x)Co1.2Ti0.2Fe1.6O4 - (100-x)BaTiO3 based composites
Bennett University(贝内特大学);UGC-DAE Consortium for Scientific Research(UGC-DAE 科学研究联盟);University School of Basic and Applied Science, Guru Gobind Singh Indraprastha University(古鲁戈宾德·辛格·印多拉普拉斯塔大学基础与应用科学学院);Central University of Punjab(旁遮普中央大学)