kagome金属FeGe中巡游与局域自旋相互作用的竞争
强关联电子
2024-03-12 v1
摘要
由共角三角形构成的二维kagome金属因其几何阻挫晶格结构，为研究强电子关联和能带拓扑提供了独特平台。这些系统中自旋、晶格和电子自由度之间相似的能量尺度产生了相互竞争的量子相，如电荷密度波(CDW)、磁有序和超导。例如，kagome金属FeGe首先在T_N ~ 400 K表现出A型共线反铁磁(AFM)有序，然后在T_CDW ~ 100 K以下建立与AFM有序矩耦合的CDW相，最后在T_Canting ~ 60 K附近形成轴双锥AFM结构。 here我们利用中子散射证明了在远高于T_Canting和T_CDW的温度下，存在与双锥AFM结构相关的无隙非公度自旋激发，这些激发在来自A型AFM有序的带隙公度自旋波中合并。公度自旋波遵循玻色分布因子，并可由局域矩海森堡哈密顿量很好地描述；而非公度自旋激发首先在T_N以下（此时AFM有序为公度）出现，在T_CDW附近开始偏离玻色分布因子，并在T_Canting处达到峰值，随温度降低符合二级磁相变的临界散射。通过将这些结果与密度泛函理论计算比较，我们得出结论：非公度磁结构源于巡游电子的嵌套费米面以及自旋密度波有序的形成。非公度自旋激发的温度依赖性表明自旋密度波与CDW有序之间存在耦合，可能源于T_N附近费米能级附近的平带及相关的电子关联效应。
引用
@article{arxiv.2308.04815,
title = {Competing itinerant and local spin interactions in kagome metal FeGe},
author = {Lebing Chen and Xiaokun Teng and Hengxin Tan and Barry L. Winn and Garrett E. Granorth and Feng Ye and D. H. Yu and R. A. Mole and Bin Gao and Binghai Yan and Ming Yi and Pengcheng Dai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.04815},
year = {2024}
}
备注
Submitted for publication in April 2023