单晶LaSr$_2$Mn$_2$O$_7$的软X射线共振散射研究

报道了在单晶LaSr$_2$Mn$_2$O$_7$的Mn $L_{\texttt{II, III}}$吸收边和La $M_{\texttt{IV, V}}$吸收边进行的软X射线共振散射研究。在低温（低于$T_\texttt{N} \approx 160$ K）下，使用入射线性$\sigma$和$\pi$偏振光，在Mn $L_{\texttt{II, III}}$吸收边附近对\textit{A}型反铁磁(0 0 1)反射进行固定动量转移的能量扫描，显示出强烈的共振增强。Mn $L_{\texttt{II, III}}$吸收边附近能谱的分裂可能表明存在混合价态，例如Mn$^{3+}$/Mn$^{4+}$。共振的相对强度、清晰的肩峰特征以及强烈的入射$\sigma$和$\pi$偏振依赖性，强烈表明其复杂的电子起源。在La $M_{\texttt{IV, V}}$吸收边处，使用$\sigma$偏振光意外观察到电荷布拉格(0 0 2)反射的增强，该现象持续到300 K，并在轨道有序转变温度$T_{\texttt{OO}} \approx 220$ K附近出现异常，表明两者之间存在强耦合（竞争）。