范德华反铁磁体中与磁序耦合的原子分辨声学动力学
材料科学
2026-02-04 v1 强关联电子
摘要
范德华(vdW)磁性材料中的磁弹耦合实现了自旋与晶格自由度之间独特的相互作用。以原子和飞秒分辨率表征跨越磁相变的弹性响应，对于指导磁可调致动器和应变介导自旋电子器件的设计至关重要。在此，利用自由电子激光器的超快X射线衍射，通过跟踪在尼尔温度(T)附近光激发下平面内和平面外的布拉格峰，揭示了vdW反铁磁体FePS中声学声子模式的原子位移、波矢和色散关系与磁序的耦合。一个横模显示，准平面外原子位移在跨越T时发生了显著的方向变化。其准平面内波矢通过测量声速与第一性原理计算的比较得出。另一个横模是层间剪切声学模式，其振幅在反铁磁相中显著增强，在T以下表现出比纵声学模式强八倍的振幅。对与磁序耦合的声学声子动力学的原子分辨表征，为在超快时间尺度上利用vdW磁体中独特的磁弹耦合开辟了机遇。
引用
@article{arxiv.2601.16942,
title = {Atomically Resolved Acoustic Dynamics Coupled with Magnetic Order in a van der Waals Antiferromagnet},
author = {Faran Zhou and Kyle Hwangbo and Sung Soo Ha and Xiao-Wei Zhang and Sae Hwan Chun and Jaeku Park and Intae Eom and Qianni Jiang and Zekai Yang and Marc Zajac and Sungwon Kim and Sungwook Choi and Zhaodong Chu and Kyoung Hun Oh and Yifan Su and Alfred Zong and Elton J. G. Santos and Ting Cao and Jiun-Haw Chu and Stephan O. Hruszkewycz and Nuh Gedik and Di Xiao and Hyunjung Kim and Xiaodong Xu and Haidan Wen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.16942},
year = {2026}
}