Fe$_3$O$_4$ 越温转变态的布里渊散射研究

对 300 至 30 K 温度范围内的高品质 Fe$_3$O$_4$ 单晶进行布里渊散射研究，晶体表面分别取向为 [100] 与 [110]。室温光谱显示表面瑞利波（SRW）模式频率为 8 GHz，横向声波（LA）模式频率为 60 GHz。SRW 模式频率在越温转变温度 $T_V=123$ K 处出现最低。从约 250 K 降至 $T_V$ 期间，SRW 模式频率的软化可定量解释为剪切应变耦合于电荷涨落导致剪切弹性常数 $C_{44}$ 降低的结果。相反，LA 模式频率在 $T_V$ 附近无显著变化，但其强度出现大幅变化。后者在冷却过程中约在 120 K 处出现最大值，在加热过程中约在 165 K 处出现最大值，表现出 45 K 的显著滞后。这种强度的显著变化可能与 Fe$^{3+}$ 与 Fe$^{2+}$ 在八面体位点上的应力诱导有序以及应力诱导的域壁运动有关。