广义二维 Rashba 铁磁体中的不对称与对称交换作用

我们在有限温度下研究具有 Rashba 型自旋轨道相互作用的二维铁磁体（FM）中的 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用（DMI）。该铁磁体在连续极限下由有效的 $s$-$d$ 模型描述，其中巡游电子的自旋轨道耦合（SOC）和动能对任意动量绝对值具有任意依赖关系。在弱 SOC 极限下，我们从电子巨势的微观分析推导出了 DMI 常数 $D$ 的一般表达式。我们将 $D$ 与交换刚度 $A$ 进行比较，并表明在小的 SOC 强度 $\alpha_{\text{R}}$ 的首阶下，传统关系 $D=(4 m\alpha_{\text{R}}/\hbar)A$ 一般来说在 Bychkov-Rashba 模型之外不成立。此外，在该模型中，$A$ 和 $D$ 在金属态（即两个自旋子带部分占据时）下于零温度均消失。对于非抛物带或非线性 Rashba 耦合，这些系数为有限值，并获得了依赖于化学势的非平凡关系，这表明通过调节栅极电压来控制磁纹理的尺寸和手性的可能性。