Dependencia en temperatura y campo magnetico de fonones y modos hbridos en ortorrombico magnetoelectrico y hexagonal multiferroico ErMnO3

NESTOR E. MASSA; LEIRE DEL CAMPO; DOMINGOS DE SOUSA MENESES; PATRICK ECHEGUT; M. J. MARTÍNEZ-LOPE; JOSE A. ALONSO

Tandil

Congreso; 99ª Reunion Nacional de Fisica; 2014

Asociacion Fisica Argentina

Multiferroicos son materiales en que coexisten el orden magnetico y ferroelectrico en un rango de temperatura, esto es, tienen dos parametros de orden, polarizacion espontanea (antiferroelectricidad, ferroelectricidad, ferrielectricidad), y magnetizacion espontanea (antiferromagnetismo, ferromagnetismo, ferrimagnetismo) potencialmente activando, por acoplamiento magnetoelectrico, un orden por el otro. Aqu reportamos medidas preliminares de emision, reflectividad y transmision en el infrarrojo medio y lejano de ErMnO3 sintetizado en su fase metaestable ortorrombica (Pbnm-TN  42 K) y en la hexagonal (P63cm- TN  84 K). ErMnO3 hexagonal tiene una transicion no-polar-polar a TNP  1600 K y es ferroelectrico a TC  600 K. El numero de fonones en ambos compuestos permanece constante desde 300 K a 4 K. En la fase paramagnetica electrones magneticamente desordenados en orbitales uctuantes dan lugar a un background sin rasgos distintivos en la region semitransparente THz. A aproximadamente TN los electrones experimentan correlaciones coulombianas (carga) y magneticas de corto alcance dando lugar a bandas que se endurecen en una transicion de segundo orden siguiendo el desarrollo de orden magnetico de largo alcance. En NdMnO3 magnetoelectrico ortorrombico y TmMnO3 multiferroico hexagonal esas bandas estan asociadas con magnones y la aparicion de un gap en la dispersion acustica. Aqu tienen caractersticas no tan denidas. En la version multiferroica hexagonal aparecen centradas a 70 cm􀀀1 y a 5 K cuatro modos fuertemente hibridizados. En ErMnO3 ortorrombico hay una a 46 cm􀀀1 y otra fuerte 90 cm􀀀1. Concluimos que las uctuaciones paramagneticas de Er3+ podran aumentar la frustracion de espines en ambos sistemas siendo mas fuerte en la fase ortorrombica donde pueden detectarse (orden magnetico) aun a  150 K, probablemente debido a la contribucion Jahn-Teller. Tambien mostraremos el comportamiento bajo campos magneticos y los efectos de una contribucion nita y no despreciable de la susceptibilidad magnetica en la actividad optica de modos híbridos.