结果表明,结构无序(以各向异性、皮级原子位移的形式)会调节折射率张量,并导致在准一维六方硫族化物 BaTiS 3 中观察到巨大的光学各向异性。单晶 X 射线衍射研究表明,沿 c 轴相邻 TiS 6 链内存在 Ti 原子的反极性位移,以及 a – b 平面上的三重退化 Ti 位移。47/49 Ti 固态 NMR 为这些 Ti 位移提供了额外的证据,这些 Ti 位移呈三角 NMR 线形,是由 Ti 原子周围低对称性局部环境引起的。扫描透射电子显微镜用于直接观察全局无序的 Ti a–b 平面位移,并发现它们在几个晶胞上局部有序。第一性原理计算表明,Ti a – b 平面位移选择性地降低了沿 ab 平面的折射率,而对沿链方向的折射率影响最小,从而导致光学各向异性大幅增强。通过展示具有皮尺度位移的结构无序与 BaTiS 3 中的光学响应之间的紧密联系,本研究为设计具有高折射率和大光学各向异性和非线性等功能的光学材料开辟了一条途径。
具有非共线自旋结构的反铁磁体表现出各种特性,使其对自旋电子器件具有吸引力。其中一些最有趣的例子是尽管磁化可以忽略不计,但仍然表现出异常霍尔效应,以及具有不寻常自旋极化方向的自旋霍尔效应。然而,只有当样品主要处于单个反铁磁畴状态时,才能观察到这些效应。这只有当补偿自旋结构受到扰动并由于自旋倾斜而显示出弱矩时才能实现,从而允许外部畴控制。在立方非共线反铁磁体的薄膜中,这种不平衡以前被认为需要由基板应变引起的四方畸变。本文表明,在 Mn 3 SnN 和 Mn 3 GaN 中,自旋倾斜是由于磁性锰原子远离高对称位置的大量位移导致结构对称性降低。当仅探测晶格度量时,这些位移在 X 射线衍射中仍然隐藏,需要测量大量散射矢量才能解析局部原子位置。在 Mn 3 SnN 中,诱导净矩使得能够观察到具有不同寻常温度依赖性的异常霍尔效应,据推测这是由于 kagome 平面内类似块体的温度依赖性相干自旋旋转所致。