微秒磁场脉冲在 UO$_{2}$ 中诱导的磁弹性驻波

通过光纤布拉格光栅方法，在单匝线圈装置产生的高达 $150\,\mathrm{T}$ 的磁场中，对压磁反铁磁体 UO$_{2}$ 进行了磁弹性测量。我们表明，在几微秒量级的短时间尺度内，脉冲磁场在 $10\,\mathrm{K}$ 至 $300\,\mathrm{K}$ 的温度范围内激发机械共振，该范围涵盖顺磁态以及材料强健的反铁磁态。这些共振在 100 ms 观测中几乎不衰减，归因于 UO$_{2}$ 中强磁弹性耦合与单晶样品的高晶体质量。它们与谐振超声技术获得的机械共振吻合良好，并叠加在已知的非单调磁致伸缩背景上。出乎意料地，当磁场超过压磁开关场 $H_c \simeq -18\,\mathrm{T}$ 时，在反铁磁态的晶格振荡中观察到 $\pi$ 的清晰相移。我们进一步给出模拟与理论论证以解释所观测现象。