各向同性自旋系统中无谐振集体振荡及其光谱特征
强关联电子
2025-09-01 v1
摘要
自旋波是磁性有序自旋系统中基本激发态，广泛存在于磁性材料中。然而，标准理解将自旋波视为有效谐振势中集体自旋振荡，未考虑软模（如有效四次势引起的软模）的可能性。本文表明，在广泛的各向同性自旋系统中，严格不需精细调参即可得到四次势。我们考虑具有自旋螺旋基态的二维和三维模型，通过数值计算证明，四次振幅自旋振荡产生的涨落诱导自旋波间隙，其随温度的增长遵循特定的幂律。结合现象学理论，本工作为描述软自旋模提供了一般性理论框架，扩展了在秩序-无序情形下讨论的自旋动力学，并凸显有限尺寸效应的重要性。我们对螺旋自旋系统中温度依赖间隙的预测，可通过无限中子散射实验进行测试，为磁性材料中软自旋模引起的热效应提供直接的光谱证据。
引用
@article{arxiv.2508.21211,
title = {Anharmonic Collective Oscillations in Isotropic Spin Systems and their Spectroscopic Signatures},
author = {Anna Fancelli and Matías G. Gonzalez and Subhankar Khatua and Bella Lake and Michel J. P. Gingras and Jeffrey G. Rau and Johannes Reuther},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.21211},
year = {2025}
}