Pr$_{0.5}$Sr$_{0.5}$MnO$_3$ 中的巨型各向异磁应变

研究了 Pr$_{0.5}$Sr$_{0.5}$MnO$_3$ 的磁性、线性热膨胀(LTE)、各向异磁应变($\lambda_t$)和体积磁应变($\omega$)。LTE 在300 K 开始平滑减小，无明显异常，无论是铁磁临界温度(T$_C$ = 270 K)还是铁磁临界温度(T$_N$ = 100 K)附近都不出现清晰异常，在升温过程中表现出宽广温度范围(60 K-270 K)的滞后现象。等温磁化研究表明，在25 K 时，铁磁相占13%，反铁磁相占87%。平行于和垂直于磁场的磁应变在磁共轨转变期间发生快速变化。与目前铁矿石中报告的各向同性巨型体积磁应变不同，本化合物在T$_N$ 以下表现出巨型各向异磁应变($\lambda_t \approx 10^{-3}$)和较小的体积磁应变($\omega \approx 10^{-4}$)。我们建议，场诱导的反铁磁向铁磁相转变伴随结构转变，即从d$_{x^2-y^2}$轨道有序反铁磁相(正交形)向轨道无序铁磁相(四方形)相的转变。磁共轨转变通过铁磁相域的核化生长实现，牺牲反铁磁相。铁磁(四方形)相域沿场向的优先取向导致样品在场向的线性尺寸增大、正交方向减小，从而产生观察到的巨型各向异磁应变效应。我们的研究还表明，低温反铁磁相的纳米相可能存在于T$_N$ < T < T$_C$ 的温度区间。