由新型磁结构耦合机制驱动的 MnTe 巨自发磁致伸缩

我们展示了一项关于六方 MnTe 中自发磁致伸缩的 comprehensive x 射线散射研究，MnTe 是一种奈尔温度为 $T_{\mathrm{N}} = 307$ K 的反铁磁半导体。我们观测到了已知反铁磁体中最大的自发磁体积效应，体积收缩达到 $|\Delta V/V| > 7 \times 10^{-3}$。这可以通过考虑块体材料性质、超交换相互作用的空间依赖性以及 MnTe 中磁矩的几何排列来半定量地解释。磁体积效应与短程磁关联自顺磁态远在 $T_{\mathrm{N}}$ 之上就开始的极不寻常的线性标度关系，指向一种新颖的物理机制，我们将其解释为弹性应变与反铁磁序参量不同叠加域的三线性耦合。这种将晶格应变与稳健短程磁序耦合的新机制为磁致伸缩现象提供了新视角，也为在广泛其他功能材料中实现 MnTe 的优异磁致伸缩特性提供了模板。