反铁磁畴涨落的直接测量

近100年前首次进行了由畴运动引起的铁磁体磁噪声的测量，这些测量支撑了大量的科学和技术。反铁磁体虽然没有净外部磁偶极矩，但其电子自旋在宏观距离上呈周期性排列，也应该表现出磁噪声，但必须在几个原子间距量级的空间波长上对其进行采样，而不是铁磁体特征的宏观尺度。在这里，我们首次直接测量了与元素铬中反铁磁性相关的纳米级自旋（电荷）密度波超结构的涨落。所使用的技术是X射线光子相关光谱法，其中相干X射线衍射产生散斑图案，作为特定磁畴构型的“指纹”。图案的时间演化对应于畴壁在微米距离上的前进和后退。虽然畴壁运动在高于100K的温度下是热激活的，但在较低温度下并非如此，实际上在冷却到40K以下时，其速率趋于一个有限值——与量子涨落一致。我们的工作很重要，因为它为反铁磁畴工程提供了一种重要的新测量工具，并揭示了最简单反铁磁体中自旋动力学的一个基本新事实。