钇铁石榴石的中子散射研究

利用中子散射研究了钇铁石榴石 Y$_3$Fe$_5$O$_{12}$ 的核与磁结构以及完整的磁振子色散。精修后的核结构畸变为 $R\bar{3}$ 三方空间群。最高能色散延伸至 86 meV。观察到的色散由一个简单模型重现，该模型包含 16$a$（八面体）与 24$d$（四面体）位点之间的三个最近邻交换积分 $J_{aa}$、$J_{ad}$ 和 $J_{dd}$，估计分别为 0.00$\pm$0.05、$-$2.90$\pm$0.07 和 $-$0.35$\pm$0.08 meV。低于 14 meV 的最低能色散表现出二次色散，与铁磁磁振子的预期一致。$q$ 积分动力学自旋磁化率 $\chi"($E$) 的虚部在低能下呈现平方根能量依赖关系。由绝对标度上获得的$\chi"($E$) 估算了磁振子态密度。该值与理论预期的磁振子支的单偏振模式一致。