不同维度掺杂磁性材料中的缺陷传播

人为引入磁性材料的缺陷往往对其物理性质产生深远影响。专门定制的中子谱学实验可提供关于缺陷周围磁性原子间的局域交换相互作用及局域距离的详细信息。本文以磁稀释的三维化合物 KMn$_{x}$Zn$_{1-x}$F$_{3}$ 和二维化合物 K$_{2}$Mn$_{x}$Zn$_{1-x}$F$_{4}$ 中观测到的锰二聚体激发为例进行了演示。结果表明，局域交换相互作用与平均值的偏差高达 10%，且由于 Mn/Zn 取代导致的内压增加，局域 Mn-Mn 距离呈阶梯式变化。我们的分析在定性上支持了原子位移衰减的理论预测，即对于三维、二维和一维化合物，其衰减分别遵循 $1/r^2$、$1/r$ 和常数规律，其中 $r$ 表示位移原子与缺陷之间的距离。