立方晶系中的各向异性自旋模型与多重-Q态

多重-Q态依赖于磁相互作用和晶格结构，表现为多种非共线与非共面磁结构。特别地，立方晶格系统可容纳大量多重-Q态，例如磁性斯格明子与刺猬晶格。本文基于磁表示分析，对立方晶格系统中的动量依赖各向异性交换相互作用进行分类。我们为中心对称的立方空间群 $Pm\bar{3}m$ 与 $Pm\bar{3}$，以及非中心对称的 $P\bar{4}3m$、$P432$ 与 $P23$ 构建了有效自旋模型：前者包含对称各向异性交换相互作用，后者还额外包含 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用。我们将该各向异性自旋模型应用于 $Pm\bar{3}$ 情形，表明各向异性交换相互作用成为多重-Q态的起源。通过模拟退火，我们在基态中展示了若干多重-Q不稳定性。我们的结果不仅可作为探索未知多重-Q态的参考，也有助于理解在 EuPtSi 与 SrFeO$_3$ 等非中心对称与中心对称磁体中观测到的多重-Q态的起源。