铁磁材料Dy3Fe5O12中的新兴多子晶格动力学

《physica status solidi (a)– applications and materials science》：Emergent Multisublattice Dynamics in Ferrimagnetic Dy3Fe5O12

稀土铁氧体Dy3Fe5O12的磁学研究发现其存在三个子晶格耦合，导致双补偿点和宽热滞回效应，揭示亚稳自旋构型源于子晶格竞争。反常场训练现象表明强场冷却反而降低总磁化强度，低温下测得慢弛豫过程揭示非平衡态能量势垒。Fe离子占据四面体和八面体位，环境各向异性影响自旋动力学。该材料为多磁亚晶格氧化物提供了研究自旋涨落和非平衡态行为的新平台。

　　

摘要

尽管立方结构的Dy₃Fe₅O₁₂在形态上显得简单，但实际上其内部却存在着由三个相互作用的子晶格构成的复杂磁结构。研究表明，这种稀土铁石榴石材料具有两个不同的补偿点以及较大的热滞回窗口，这些现象都是由于子晶格之间的微妙竞争作用导致的亚稳态自旋配置所引起的。更为引人注目的是其异常的磁场训练效应：在较强的磁场中冷却反而会降低材料的净磁化强度，而非增强它。时间依赖性测量结果显示，在低温下材料内部存在缓慢的弛豫过程，这表明存在能量障碍，使系统维持在非平衡状态。虽然Fe离子分别占据几何形状不同的四面体位点和八面体位点，但它们所处的不同环境很可能对自旋动力学产生了微妙的各向异性影响。这些发现表明，Dy₃Fe₅O₁₂是一个看似简单但实际上非常丰富的研究平台，有助于探索具有多个磁子晶格的氧化物基铁磁体中的新兴物理现象。

利益冲突

作者声明不存在任何利益冲突。