Anomalía infrarroja en multiferroicos ortorrómbicos (Bi,Pr)Mn2O5

N. E. MASSA; D. DE SOUSA MENESES; P. ECHEGUT; M. J. MARTÍNEZ-LOPE; J. A. ALONSO

Salta

Congreso; Nonagesima segunda Reunión de Física; 2007

Asociacion Fisica Argentina

Bi,Pr)Mn2O5 ( grupo espacial Pbam, Z=4) con cadenas infinitas de octaedros Mn4+O6 junto a pirámides Mn 3+O5 y con unidades de (Bi,Pr)O8, son compuestos en que el grado de interacción entre orbitales, red, carga y espin revelan la posibilidad de alteración de la polarización eléctrica como consecuencia de campos magnéticos aplicados y viceversa. Aquí reportamos medidas de   reflectividad de BiMn2O5 y PrMn2O5 en el infrarrojo lejano en función de la temperatura. Después de un endurecimiento convencional las bandas de fonones asociados a modos internos tienen un  aumento relativo de sus intensidades con máximo en el intervalo ~40K a ~30 K (temperatura del ordenamiento magnético, TN, y la aparición de ferro(ferri)electricidad a TC ).  Al seguir enfriando hacia  4K no hay actividad fonónica nueva asimilable a un hipotético cambio estructural sino una disminución en la reflectividad que se equipararía a la aparición del  estado de vidrios de espin.  En contraste con BiMn2O5,  PrMn2O5 también desarrolla una banda a muy bajas frecuencias que se ablanda a medida que la temperatura se reduce con subestructura debajo de 15 K. Nuestras medidas, en coincidencia con difracción de neutrones de alta resolución (NPD),  denotan la ausencia a TC  de un desplazamiento iónico consecuencia  por la perdida del centro de inversión en la red. Esto sugiere  un acuerdo cualitativo con Betouras et al  (PRL 98, 257602 (2007) y refs.) apuntando al origen de la  multiferroelectridad a un fenómeno requiriendo dislocación y conmensuración de una onda de espin respecto de la red. También notamos que sólo en BiMn2O5 la estructura magnética es conmensurada no colineal  mientras que para  PrMn2O5 es inconmensurada (Muñoz et al PRB 65, 144523 (2002)).