综述：HB-2A粉末衍射仪中的磁对分布函数与半极化中子粉末衍射技术

这篇综述展示了中子粉末衍射技术在量子材料研究中的创新应用，重点介绍了磁对分布函数（mPDF）和半极化中子粉末衍射（pNPD）两种方法。通过HB-2A衍射仪的超低温（<100 mK）实验条件，作者揭示了短程磁序（如几何阻挫材料R2M2O7）与磁各向异性的关联性，为功能材料设计提供了新工具。

　　

HB-2A粉末衍射仪的技术突破
作为HFIR（高通量同位素反应堆）的核心设备，HB-2A衍射仪通过恒定波长热中子实现了长程磁结构解析与短程磁序探测的双重功能。其独特的超低温选件（<100 mK）填补了传统PDF仪器在量子材料研究中的空白。

磁对分布函数（mPDF）的革新应用
以经典反铁磁体MnO为例，mPDF技术通过傅里叶变换将动量空间（Q-space）数据转换为实空间的磁矩分布图像，成功捕捉到Mn²⁺自旋在118 K尼尔温度（T_N）以下形成的菱面体畸变。该方法特别适用于具有短程磁序的体系，如二维材料、阻挫磁体（如Tb₂Sn₂O₇）和关联顺磁体。

半极化中子衍射（pNPD）的灵敏度突破
pNPD仅需测量中子自旋向上/向下两种状态，即可解析<0.1μ_B的微弱磁矩。在分子基磁体、金属有机框架（MOF）和5d过渡族化合物中，该方法成功量化了磁化率张量的椭球参数，揭示了自旋-轨道耦合诱导的磁各向异性。

阻挫材料研究的典范案例
稀土烧绿石R₂M₂O₇因其四面体格点上的几何阻挫特性，展现出自旋冰、磁单极子等量子现象。mPDF与pNPD联用技术首次在粉末样品中观测到Tb³⁺离子的非共线自旋织构，为理解阻挫系统提供了原子尺度证据。

结论与展望
HB-2A衍射仪的多功能化改造为复杂磁结构研究树立了新标准。未来该技术组合有望拓展至分子磁体、磁热材料和自旋电子学器件等领域，特别是对超导母体材料的局域磁涨落研究具有潜在突破价值。