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惯性自旋波的高效形式体系:以Dzyaloshinskii-Moriya反铁磁体为例

介观与纳米尺度物理 2026-07-02 v1

摘要

在超快区域出现的磁惯性支持惯性自旋波作为一种新型磁激发。尽管对惯性自旋波投入了大量努力,但缺乏系统地表征其固有性质(尤其是手性和偏振)的形式体系,并且空间非均匀磁结构中的惯性自旋波仍未得到充分探索。在这里,我们开发了一个计算惯性自旋波的框架,并通过椭圆率角(一个统一编码频率符号、相位差和椭圆轴比的参数)建立了其手性和偏振的通用定义。使用这种方法,我们系统地研究了具有交错和均匀Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的单轴反铁磁体中的进动和章动自旋波,涵盖了均匀共线、倾斜和螺旋磁结构。结果表明,小的交错DMI保持自旋波简并性,而小的均匀DMI则解除简并。倾斜和螺旋结构中进一步的时空反演对称性破缺在整个布里渊区内完全消除了自旋波简并性。长波长章动自旋波表现为后向波,并且在临界惯性弛豫时间附近,倾斜和螺旋结构中会出现平带。在倾斜和螺旋结构中,章动模式总是左手性的,而进动模式总是右手性的;此外,倾斜结构的色散谱可以通过能带折叠从螺旋结构的色散谱推导出来。偏振对波数不敏感,适用于均匀结构,但对于非均匀结构则表现出强烈的色散性。这项工作推进了对磁惯性动力学的基本理解,并为超快磁振子器件的发展提供了理论见解。

关键词

引用

@article{arxiv.2607.02021,
  title  = {An efficient formalism for inertial spin waves: Dzyaloshinskii-Moriya antiferromagnets as case studies},
  author = {De-Yun Zhao and Ri-Xing Wang and Meng-Qiu Cai and Mikhail Cherkasskii and Peng-Bin He},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.02021},
  year   = {2026}
}