王哲 许劼敏 王文君 李何轩 邹优鸣 于璐 屈哲3)†

1)(中国科学院合肥物质科学研究院,中国科学院强磁场科学中心,安徽省极端条件凝聚态物理重点实验室,合肥 230031)

2)(中国科学技术大学研究生院科学岛分院,合肥 230031)

3)(中国科学院合肥物质科学研究院,中国科学院光伏与节能材料重点实验室,合肥 230031)

具有手性晶体结构的MnSb2O6 其基态为螺旋磁序,对外磁场有着响应丰富的铁电性.本文通过助熔剂法制备了高质量MnSb2O6 单晶.电子自旋共振谱(ESR)的结果表明其共振场具有类似铁磁材料的各向异性温度依赖关系.这一结果表明MnSb2O6 基态的螺旋磁序在外磁场中形成了随磁场方向转动的圆锥磁序相(conical phase).对共振峰半高宽的进一步拟合得到一个意外小的临界指数,这表明MnSb2O6 中的磁矩具有二维特征并且存在着较强的竞争相互作用.

1 引言

手性晶体结构的材料既没有反演中心也没有镜像平面,这将导致DM 相互作用(Dzyaloshinskii-Moriya interaction)的出现,产生各种奇异的物理现象,如斯格明子(skyrmion)[1-7]、多铁性[8-13]、手性磁孤子[14-16]等.三方晶系氧化物MnSb2O6是少有的一种同时具有手性晶体结构和手性磁结构的材料,具有罕见的多铁性质,外磁场轻微的倾斜即可导致铁畴电极化方向的翻转[17-22],这有望应用于磁存储等自旋器件中.该化合物空间群为P321,畸变的MnO6八面体和SbO6八面体共边形成锰和锑交替堆叠的层状结构晶体.正二价的锰(Mn2+)是此结构中唯一的磁性离子,由于轨道磁矩猝灭(L≈0)Mn2+是处于S=5/2 的高自旋态.其基态是手性晶格螺……