磁性拓扑半金属 EuAl$_4$ 中的电荷密度波转变
超导电性
2024-02-20 v1 材料科学
摘要
拓扑、电荷密度波（CDW）与磁性之间的相互作用可引发大量奇异量子现象。近来，一组具有四方晶格和 CDW 序的磁性拓扑半金属被发现表现出反常磁不稳定性、螺旋自旋序以及斯格明子（skyrmion）的存在。然而，造成这些观测结果的潜在机制仍不清楚。在此，我们利用光学光谱和第一性原理计算，对 CDW 对 EuAl 拓扑与磁性质的影响进行了全面研究。通过光学光谱，我们观察到 CDW 转变后费米面上出现部分能隙（60~meV）以及约 0.4~eV 处增强的中红外吸收。磁光光谱和第一性原理计算证明，通过影响能带结构，CDW 序阻碍了反铁磁相互作用却增强了铁磁相互作用，从而可使磁性失稳。在 CDW 有序态中对称性降低，来自 Weyl 能带的载流子将介导各向异性磁相互作用，促进手性自旋织构的形成。反之，若无 CDW 序，对应物 EuGa 则表现出稳健的共线反铁磁序。我们的发现揭示了 CDW 序在拓扑材料中引发复杂磁性所起的关键作用，并为通过调控 CDW 序来控制拓扑与磁性质提供了有价值的见解。
引用
@article{arxiv.2311.15834,
title = {Charge-density wave transition in magnetic topological semimetal EuAl$_4$},
author = {R. Yang and C. C. Le and P. Zhu and Z. W. Wang and T. Shang and Y. M. Dai and J. P. Hu and M. Dressel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.15834},
year = {2024}
}
备注
8 pages, 4 figures