IR vibrational modes and spin-phonon interplay in magnetoelectric LiNiPO4

Анотація

LiNiPO₄ — багатофункціональний матеріал, що має потенційне використання як іонний кристал та магнітоелектрик, досліджено за допомогою ІЧ оптичної спектроскопії та розрахунків динаміки гратки. В роботі приведено як експериментальні (отримані при Т = 30 К), так і розрахункові параметри ІЧ фононних мод літій–нікель–фосфату. Мультифероїчні властивості літій–нікель–фосфату підтверджено спін-фононною взаємодією, що була виявлена для ряду фононних мод. Найбільш виражений ефект зареєстровано для ІЧ коливальної моди B_2u (202 см^–1), яка демонструє аномальну температурну поведінку поблизу магнітного впорядкування (T_N = 21,8 К), що свідчить про її зв’язок з магнітною підсистемою. Ця мода обумовлена комплексними нормальними коливаннями, що містять лібраційні коливання тетраедрів PO₄, позаплощинні коливання атомів Li та площинні коливання магнітних атомів Ni вздовж осі b. Виявлений зсув фононної смуги поблизу T_N можна пояснити явищами стрикції.