抗磁性体系中C配对自旋动量锁定的目录
材料科学
2025-06-10 v2
摘要
抗磁性材料（AFMs）因其在自旋器件领域的巨大潜力以及在动量空间中新近发现的 novel spin structure（即C配对自旋-山谷或自旋动量锁定（CSVL/CSML））而受到广泛关注，其中由于晶体对称性保证零磁化，使得自旋与山谷/动量相互锁定。本文系统研究了CSML，提出了一种通用理论和算法，利用小群和余弦代表，揭示了12种基本类型的CSML，这些类型由自旋与山谷的几何关系以及保证零磁化的本质对称性决定，足以完全代表所有可能的CSML。通过将所提出的算法与高通量第一性质计算相结合，我们预测了38个磁点群，并确认了142个实验验证的AFMs能够实现CSML。除了预测新材料外，我们的理论能够自然揭示CSML对外部场的响应机制。以RbVTeO为例，预测了通过占据不平衡或自旋倾斜导致的两种定性不同的压电磁性。该算法和结论可以直接扩展到山谷/动量与任何其他伪矢量自由度之间的锁定情况，例如RbVTeO中所示的Berry曲率，以及新提出的压电-Hall效应，后者表明应变可诱导非零异常洛伦兹电导。此外，所提出的概念和方法可以直接应用于其他对称群，例如自旋群。
引用
@article{arxiv.2407.02319,
title = {Catalogue of $C$-paired spin-momentum locking in antiferromagnetic systems},
author = {Mengli Hu and Xingkai Cheng and Zhenqiao Huang and Junwei Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.02319},
year = {2025}
}
备注
Main text: 11 pages, 4 figures