三角晶格磁体 GdGa$_2$ 具短程自旋旋旋相及可能的天-skyrmion 相

二维三角晶格 (TAL) 是磁力 frustration 与相互作用竞争的模型系统，可通过垂直磁场 $B$ 诱导天-skyrmion 自旋漩涡。我们研究了含未失形 TAL 的二元化合物 GdGa$_2$，其中包含 Gd$^{3+}$ Heisenberg 自旋矩。在较高温度 ($T > 5$ K, $B = 0$, 相 II) 时，我们通过共挨弹性 X 射线散射 (REXS) 揭示了 GdGa$_2$ 中的旋曲自旋纹理。进一步，发现当冷却进入零场基态 ($T < 5$ K, 相 I) 时发生具有强磁弹性响应的相变。我们还报告了 $B$-诱导磁相 A 相的热力学相图边界，这些相因平面磁场而被抑制，并由于部分电荷间隙的开启而呈现增强的电阻率。以类比 Gd$_2$PdSi$_3$ 和 GdRu$_2$Si$_2$ 的方式，这些相可能代表各种旋曲相的叠加，可能为 N\'eel 天-skyrmion 晶格。我们的工作为 GdGa$_2$ 的磁相图进一步研究奠定了基础。