利用中子衍射方法研究狄拉克半金属Ca$_{0.6}$Sr$_{0.4}$MnSb$_2$中的自旋波

我们报道了Ca$_{0.6}$Sr$_{0.4}$MnSb$_2$的中子衍射测量结果，这是一种低载流子密度的狄拉克半金属，其中反铁磁Mn层与承载狄拉克费米子的Sb层交错排列。我们发现，通过衍射方法，使用带有位置灵敏面探测器的中子衍射仪，无需能量分析，即可从小尺寸（m ~ 0.28 g）单晶样品中检测到高质量的非弹性自旋波信号；自旋波表现为由能量-动量守恒塑造的漫散射。通过将这种特征性的磁散射拟合到自旋波模型，我们利用倒易空间中的三维测量，精修了模型自旋哈密顿量的所有参数，包括层间相互作用。我们还测量了自旋波的温度依赖性，包括接近尼尔温度$T_N$时自旋间隙的软化。我们的结果不仅为磁性与狄拉克电子之间的相互作用提供了重要的新见解，还建立了一种新的、高通量的方法，可以在现代衍射仪上无需直接能量分析即可表征磁激发。我们的工作为后续对小型（~0.1 g）晶体进行参数和成分研究开辟了令人兴奋的新机遇。