MnGe中的拓扑磁结构：中子衍射与对称性分析

基于对手性立方（$P2{_1}3$）磁体锰锗化物MnGe的新中子粉末衍射实验，我们分析了所有可由数据成功确定的晶体对称性允许的磁超结构。发现磁结构的不 commensurate 传播矢量 $k$ 沿 [100] 立方轴排列，在 1.8 K 时对应约 30 $\r{A}$ 的磁周期。发现若干极大晶体学对称性磁结构对数据的拟合程度相当，并予以给出。这些结构包括分别属于多-$k$ 立方或正交 3+3 以及正交 3+2 维磁超空间群中的拓扑非平庸磁刺猬结构与“skyrmion（斯格明子）”结构，二者均可能引发拓扑霍尔效应。空间群 $P2_12_12_1$ 中由向磁有序态转变引起的正交畸变不利于立方磁刺猬结构，并使正交磁刺猬与“skyrmion”模型同为磁结构的等价候选。我们还报道了一种在常压与适中温度下合成MnGe的机械化学与固态化学联合新路线，并与传统高压合成所得样品进行比较。