当前位置:
X-MOL 学术
›
Phys. Rev. B
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Low-temperature spin dynamics in theTmFeO3orthoferrite with a non-Kramers ion
Physical Review B ( IF 3.2 ) Pub Date : 2020-01-22 , DOI: 10.1103/physrevb.101.014432 S. A. Skorobogatov , S. E. Nikitin , K. A. Shaykhutdinov , A. D. Balaev , K. Yu. Terentjev , G. Ehlers , G. Sala , E. V. Pomjakushina , K. Conder , A. Podlesnyak
Physical Review B ( IF 3.2 ) Pub Date : 2020-01-22 , DOI: 10.1103/physrevb.101.014432 S. A. Skorobogatov , S. E. Nikitin , K. A. Shaykhutdinov , A. D. Balaev , K. Yu. Terentjev , G. Ehlers , G. Sala , E. V. Pomjakushina , K. Conder , A. Podlesnyak
We investigate the magnetic dynamics of the orthorhombic perovskite at low temperatures, below the spin reorientation transition at K, by means of time-of-flight neutron spectroscopy. We find that the magnetic excitation spectrum combines two emergent collective modes associated with different magnetic sublattices. The Fe subsystem orders below K into a canted antiferromagnetic structure and exhibits sharp, high-energy magnon excitations. We describe them using linear spin-wave theory, and reveal a pronounced anisotropy between in- and out-of-plane exchange interactions, which was mainly neglected in previous reports on the spin dynamics in orthoferrites. At lower energies, we find two crystalline electrical field (CEF) excitations of ions at energies of and 5 meV. In contrast to the sister compound , where the ions form quasi-one-dimensional chains along the axis, the Tm excitations show dispersion along both directions in the scattering plane. Analysis of the neutron scattering polarization factor reveals a longitudinal polarization of the 2 meV excitation. To evaluate the effect of the CEF on the ions, we perform point-charge model calculations, and their results quantitatively capture the main features of Tm single-ion physics, such as energies, intensities, and polarization of the CEF transitions, and the type of magnetic anisotropy.
中文翻译:
具有非克拉默斯离子的TmFeO3正铁氧体中的低温自旋动力学
我们研究斜方钙钛矿的磁性动力学 在低温下,低于自旋重取向转变 K,通过飞行时间中子光谱学。我们发现,磁激发光谱结合了与不同磁子格相关的两个新兴的集体模式。Fe子系统订单如下 K变成倾斜的反铁磁结构,并表现出尖锐的高能磁振子激发。我们使用线性自旋波理论描述它们,并揭示了平面内和平面外交换相互作用之间的明显各向异性,这在以前有关正铁氧体自旋动力学的报告中主要被忽略。在较低的能量下,我们发现两个晶体电场(CEF)激发 能量为 和5 meV。与姊妹院相比,其中 离子沿着原子形成准一维链 Tm激发在轴上显示出沿两个方向的分散 散射平面。对中子散射极化因子的分析揭示了2 meV激发的纵向极化。评估CEF对 离子,我们执行点电荷模型计算,其结果定量捕获Tm单离子物理学的主要特征,例如CEF跃迁的能量,强度和极化,以及磁各向异性的类型。
更新日期:2020-01-23
中文翻译:
具有非克拉默斯离子的TmFeO3正铁氧体中的低温自旋动力学
我们研究斜方钙钛矿的磁性动力学 在低温下,低于自旋重取向转变 K,通过飞行时间中子光谱学。我们发现,磁激发光谱结合了与不同磁子格相关的两个新兴的集体模式。Fe子系统订单如下 K变成倾斜的反铁磁结构,并表现出尖锐的高能磁振子激发。我们使用线性自旋波理论描述它们,并揭示了平面内和平面外交换相互作用之间的明显各向异性,这在以前有关正铁氧体自旋动力学的报告中主要被忽略。在较低的能量下,我们发现两个晶体电场(CEF)激发 能量为 和5 meV。与姊妹院相比,其中 离子沿着原子形成准一维链 Tm激发在轴上显示出沿两个方向的分散 散射平面。对中子散射极化因子的分析揭示了2 meV激发的纵向极化。评估CEF对 离子,我们执行点电荷模型计算,其结果定量捕获Tm单离子物理学的主要特征,例如CEF跃迁的能量,强度和极化,以及磁各向异性的类型。