Kagome金属中由可调自旋Berry曲率驱动的巨轨道塞曼效应
介观与纳米尺度物理
2024-04-26 v1 其他凝聚态物理
强关联电子
摘要
Berry相位及其相关概念Berry曲率可在固体中引发许多非常规现象。本工作在新合成的双层kagome金属TbV6Sn6中发现了一种拓扑起源的巨轨道塞曼效应。我们利用扫描隧道显微镜谱学成像技术研究了磁场引起的电子能带结构重整化。非磁性的钒d轨道在K点形成具有小质量隙和由自旋-轨道耦合引起的强Berry曲率的狄拉克交叉。我们揭示了磁场导致有隙狄拉克色散分裂成两支具有巨大动量依赖g因子的分支，从而引起狄拉克能带的大幅重整化。这些测量直接观测到了磁场控制的轨道塞曼耦合，该耦合在有隙狄拉克点附近产生高达200玻尔磁子的巨大轨道磁矩。有趣的是，该效应表现出越来越强的非线性，并在更高磁场下逐渐被抑制。理论建模进一步证实了TbV6Sn6中存在由布洛赫波函数的非平庸自旋-Berry曲率产生的轨道磁矩。我们的工作首次直接揭示了拓扑轨道磁矩的动量依赖特性及其在自旋-Berry曲率演化过程中受磁场调控的能力。由Berry曲率驱动的显著巨大轨道磁矩也可以由自旋以外的其他量子数产生，例如某些基于石墨烯的结构中的谷自由度，这或许可以通过我们工作中强调的相同工具来揭示。
引用
@article{arxiv.2312.04445,
title = {Colossal orbital Zeeman effect driven by tunable spin-Berry curvature in a kagome metal},
author = {Hong Li and Siyu Cheng and Ganesh Pokharel and Philipp Eck and Chiara Bigi and Federico Mazzola and Giorgio Sangiovanni and Stephen D. Wilson and Domenico Di Sante and Ziqiang Wang and Ilija Zeljkovic},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.04445},
year = {2024}
}