В отличие от перовскитов-оксидов, ни одни фтороперовскит не является сегнетоэлектриком или мультиферроиком. Однако недавние теоретические работы предсказывают существование подавленной сегнетоэлектрической неустойчивости в ромбических фтороперовскитах. В нашей работе впервые было экспериментально продемонстрировано, что ромбический фтороперовскит NaMnF₃ является зарождающимся мультиферроиком, в котором намечающаяся сегнетоэлектрическая неустойчивость сосуществует и взаимодействует с антиферромагнитным упорядочением.

Измерения спектров пропускания в ТГц диапазоне показали, что частота низкочастотного полярного B2u фонона значительно смягчается при охлаждении (см. Рис. 1), но не достигает нуля, аналогично мягкой моде в квантовых параэлектриках SrTiO₃, CaTiO3 и др. Кроме того, при антиферромагнитном упорядочении смягчающийся фонон в NaMnF₃ проявляет сильную связь с магнитной подсистемой, предположительно в результате динамической модуляции обменного взаимодействия. Наши результаты впервые прояснили микроскопические механизмы зарождающегося мультиферроизма в Pnma фтороперовскитах и открыли данный класс материалов для дальнейших исследований.

Публикации

1. R.M. Dubrovin, L.N. Alyabyeva, N.V. Siverin, B.P. Gorshunov, N.N. Novikova, K.N. Boldyrev, andR.V. Pisarev, Incipient multiferroicity in Pnma fluoroperovskite NaMnF3, Phys. Rev. B 101, 180403(R) (2020)