Измерение спин-волновой жесткости в гелимагнетиках методом малоуглового рассеяния поляризован-ных нейтронов: состояние дел и перспективы

Получена аналитическая зависимость сечения и проведены эксперименты по измерению малоуглового рассеяния нейтронов (МУРН) на спиновых волнах в геликоидальных магнетиках с взаимодействием Дзялошинского-Мория, формирующихся в кубических кристаллах без центра инверсии (пространственная группа P2₁3). Основываясь на предположении, что дисперсия спиновых волн в гелимагнетике, 100% поляризованном магнитным полем, имеет анизотропную форму

E_q =A(q-k_s)² + (H-H_C2)

где k_S – это волновой вектор спирали, H_C2 – критическое поле перехода из конической в полностью поляризованную фазу, A – жесткость спиновых волн.

Показано, что сечение рассеяния нейтронов на двумерной карте углов рассеяния (q_x, q_y) представляет собой 2 круга с определенным радиусом q_C, с центрами, соответствующими брэгговскому углу дифракции на спирали ±q_S, которая ориентирована вдоль приложенного магнитного поля H. Радиус этих кругов непосредственно связан с жесткостью спиновых волн этого соединения, но зависит от величины приложенного магнитного поля. Показано, что сечение рассеяния зависит от поляризации нейтронов, демонстрируя киральный характер спиновых волн в гелимагнетиках Дзялошинского-Мория даже в полностью поляризованной фазе.

Используя метод МУРН, изучены температурные зависимости константы жесткости спиновых волн следующих соединений MnSi, FeGe, MnFeSi, FeCoSi.

Обсуждаются перспективы использования метода МУРН для изучения спин-волновой динамики систем с взаимодействием Дзялошинского-Мория.