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摘 要：本研究阐明了氧化物CoFe2O4室温下表现出最大级磁致伸缩的机制，其起源于“分子场不均衡导致的磁振子能带分裂”与“弱各向异性使磁畴切换变得容易”的结合。
关键词：磁致伸缩、CoFe2O4、分子场、弱各向异性、中子散射
研究小组通过中子散射和理论分析，阐明了作为非稀土材料、在室温下表现出最大级磁致伸缩（磁体改变形状的性质）的氧化物CoFe2O4（钴铁氧体）内部变化及其根本机制。
CoFe2O4具有逆尖晶石结构，其特点是位于不同位置的铁离子和钴离子所形成的“分子场”大小差异非常大。本研究表明，这种分子场的不均衡导致了“能带分裂”，使磁振子（自旋波）的能量分裂成约60meV，结果使得磁畴结构在磁场中更容易切换，从而引发巨大的磁致伸缩。此外，还确认了磁振子的低能量模式中存在3meV的各向异性能隙，表明这是支撑室温附近磁稳定性的重要因素。
用MAPS光谱仪测量的CoFe2O4的自旋波谱（左）以及与其对应的自旋波计算结果（右）。两个磁振子分散的巨大分裂达约60meV，是由于分子场对A位点和B位点的阳离子产生的作用强烈不均衡所导致，如插图中的晶体结构所示。
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