Publication

Spin-Reorientation-Driven Linear Magnetoelectric Effect in Topological Antiferromagnet Cu3TeO6

Helmuth Berger
2024
Article
Résumé

The search for new materials for energy -efficient electronic devices has gained unprecedented importance. Among the various classes of magnetic materials driving this search are antiferromagnets, magnetoelectrics, and systems with topological spin excitations. Cu3TeO6 is a material that belongs to all three of these classes. Combining static electric polarization and magnetic torque measurements with phenomenological simulations we demonstrate that magnetic -field -induced spin reorientation needs to be taken into account to understand the linear magnetoelectric effect in Cu3TeO6. Our calculations reveal that the magnetic field pushes the system from the nonpolar ground state to the polar magnetic structures. However, nonpolar structures only weakly differing from the obtained polar ones exist due to the weak effect that the field -induced breaking of some symmetries has on the calculated structures. Among those symmetries is the PT (1 over bar ') symmetry, preserved for Dirac points found in Cu3TeO6. Our findings establish Cu3TeO6 as a promising playground to study the interplay of spintronics-related phenomena.

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Champ magnétique
En physique, dans le domaine de l'électromagnétisme, le champ magnétique est une grandeur ayant le caractère d'un champ vectoriel, c'est-à-dire caractérisée par la donnée d'une norme, d’une direction et d’un sens, définie en tout point de l'espace et permettant de modéliser et quantifier les effets magnétiques du courant électrique ou des matériaux magnétiques comme les aimants permanents.
Champ électrique
thumb|Champ électrique associé à son propagateur qu'est le photon. right|thumb|Michael Faraday introduisit la notion de champ électrique. En physique, le champ électrique est le champ vectoriel créé par des particules électriquement chargées. Plus précisément, des particules chargées modifient les propriétés locales de l'espace, ce que traduit justement la notion de champ. Si une autre charge se trouve dans ce champ, elle subira l'action de la force électrique exercée à distance par la particule : le champ électrique est en quelque sorte le "médiateur" de cette action à distance.
Induction électrique
En électromagnétisme, l’induction électrique, notée , représente en quelque sorte la densité de charge par unité d'aire (en ) ressentie en un certain point : par exemple, une sphère de rayon entourant une charge subit à cause d'elle en chacun de ses points un certain champ électrique, identique à celui qu'engendrerait la même charge uniformément répartie sur l'aire de la sphère. La densité de charge surfacique ainsi obtenue est alors l'intensité de l'induction électrique.
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