探测四极矩：锰基合金中磁各向异性的隐藏来源

锰基合金在具有垂直磁各向异性（PMA）的自旋电子材料中所展现的独特性质超越了 Fe 和 Co 基合金。人们期望弄清锰基合金中固有的 PMA 的量子物理机制，而这从未被报道过。本文研究亚铁磁 Mn$_{3-{\delta}}$Ga 有序合金中 PMA 的起源，利用 X 射线磁圆二色性与线二色性（XMCD/XMLD）以及第一性原理计算来分辨反平行耦合的 Mn 位点。我们从 XMCD 发现轨道磁矩对 PMA 的贡献很小，而从 XMLD 与理论计算得知通过自旋翻转电子跳跃产生的有限四极矩类轨道畸变占主导。这些发现表明，自旋翻转轨道四极矩的形成源于 Mn$_{3-{\delta}}$Ga 中的 PMA，并为利用 X 射线磁谱学对 PMA 材料的研究带来范式转变。