Electric polarization due to Yafet–Kittel ordering in spinels

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

We show that the triangular Yafet–Kittel magnetic ordering in AB2X4 spinels, in which the sublattice A spins are split into two noncollinear sublattices, leads to the appearance of electric polarization, and thus the crystal becomes multiferroic. Calculation of the magnetic and magnetoelectric properties of MnCr2S4 considering single-ion anisotropy illustrates the proposed mechanism.

About the authors

A. V. Motseyko

Institute of Physics, Southern Federal University

Author for correspondence.
Email: moceyko@sfedu.ru
Russia, 344090, Rostov-on-Don

N. V. Ter-Oganessian

Institute of Physics, Southern Federal University

Email: moceyko@sfedu.ru
Russia, 344090, Rostov-on-Don

References

  1. Krupička S., Novák P. // In: Handbook of magnetic materials. V. 3. North-Holland Publishing Company, 1982. P. 189.
  2. van Stapele, Sulphospinels R.P. // In: Handbook of magnetic materials. V. 3. North-Holland Publishing Company, 1982. P. 603.
  3. Brabers V.A.M. // In: Handbook of magnetic materials. V. 8. Elsevier, 1995. P. 189.
  4. Schmid H. // Ferroelectrics. 1994. V. 162. P. 317.
  5. Khomskii D. // Physics. 2009. V. 2. Art. No. 20.
  6. Kimura T., Lawes G., Goto T. et al. // Phys. Rev. B. 2005. V. 71. Art. No. 224425.
  7. Kimura H., Kobayashi S., Wakimoto S. et al. // Ferroelectrics. 2007. V. 354. P. 77.
  8. Sundaresan A., Ter-Oganessian N.V. // J. Appl. Phys. 2021. V. 129. No. 6. Art. No. 060901.
  9. Tsurkan V., Von Nidda H.A.K., Deisenhofer J. et al. // Phys. Reports. 2021. V. 926. P. 1.
  10. Geirhos K. Krohns S., Nakamura H. et al. // Phys. Rev. B. 2018. V. 98. No. 22. Art. No. 224306.
  11. Schueller E.C., Kitchaev D.A., Zuo J.L. et al. // Phys. Rev. Mater. 2020. V. 4. No. 6. Art. No. 064402.
  12. Ruff E., Butykai A., Geirhos K. et al. // Phys. Rev. B. 2017. V. 96. No. 16. Art. No. 165119.
  13. Kézsmárki I., Bordács S., Milde P. et al. // Nature Mater. 2015. V. 14. No. 11. P. 1116.
  14. Ter-Oganessian N.V. // J. Magn. Magn. Mater. 2014. V. 364. P. 47.
  15. Saha R., Ghara S., Suard E. et al. // Phys. Rev. B. 2016. V. 94. No. 1. Art. No. 014428.
  16. Ghara S., Ter-Oganessian N.V., Sundaresan A. // Phys. Rev. B. 2017. V. 95. No. 9. Art. No. 094404.
  17. Lotgering F.K. // Philips Res. Reports. 1956. V. 11. P. 190.
  18. Крупичка С. Физика ферритов и родственных им магнитных окислов. Т. 1. М.: Мир, 1976. С. 353.
  19. Yao X.Y., Yang L.J. // Front. Phys. 2017. V. 12. No. 3. P. 1.
  20. Lyons D.H., Kaplan T.A., Dwight K. // Phys. Rev. 1962. V. 126. No. 2. P. 540.
  21. Nii Y., Sagayama H., Umetsu H. et al. // Phys. Rev. B. 2013. V. 87. No. 19. Art. No. 195115.
  22. Izyumov Y.A., Naish V.E., Petrov S.B. // J. Magn. Magn. Mater. 1979. V. 13. No. 3. P. 267.
  23. Tsurkan V., Zherlitsyn S., Prodan L., et al. // Sci. Advances. 2017. V. 3. No. 3. Art. No. e1601982.
  24. Ruff A., Wang Z., Zherlitsyn S. et al. // Phys. Rev. B. 2019. V. 100. No. 1. Art. No. 014404.
  25. Miyata A., Suwa H., Nomura T. et al. // Phys. Rev. B. 2020. V. 101. No. 5. Art. No. 054432.
  26. Wang J.X., Lin L., Zhang C. et al. // Appl. Phys. Lett. 2020. V. 117. No. 3. Art. No. 032903.
  27. Yamamoto S., Suwa H., Kihara T. et al. // Phys. Rev. B. 2021. V. 103. No. 2. Art. No. L020408.
  28. Tsurkan V., Mücksch M., von Nidda H.A.K. et al. // Solid State Commun. 2002. V. 123. No. 8. P. 327.
  29. Tsurkan V., Mücksch M., Fritsch V. et al. // Phys. Rev. B. 2003. V. 68. No. 13. Art. No. 134434.
  30. Metropolis N., Rosenbluth A.W., Rosenbluth M.N. et al. // J. Chem. Phys. 1953. V. 21. P. 1087.
  31. Capponi S., Derzhko O., Honecker A. et al. // Phys. Rev. B. 2013. V. 88. No. 14. Art. No. 144416.
  32. Sakhnenko V.P., Ter-Oganessian N.V. // J. Phys. Cond. Matter. 2012. V. 24. No. 26. Art. No. 266002.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (665KB)
Indexing metadata
3.

Download (164KB)
Indexing metadata
4.

Download (611KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 А.В. Моцейко, Н.В. Тер-Оганесян

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».