烧绿石尖晶石上新磁序的发现

自旋系统中的阻挫可产生独特的序态，并因此预期出现若干物理现象，如多铁性、高温超导体和异常霍尔效应。本文报道了由烧绿石尖晶石上各向异性自旋交换诱导的“新磁序”，作为自旋轨道耦合与几何阻挫相互作用的结果。由于 B 位尖晶石复杂的超交换路径，我们认为次近邻间的各向异性相互作用起着重要作用。基于对一般自旋模型的系统研究，我们主张在尖晶石系统中可探索若干经典自旋态：局域 XY 态、全入全出态、Palmer-Chalker 态和共面螺旋态。此外，我们揭示了具有有限序波矢的新类型磁相，标记为“八棱柱 (octagonal prism)”态和“（畸变）立方”态。当“八棱柱”态稳定时，非零标量自旋手性除诱导有限轨道电流与轨道磁化外，还在 Mott 绝缘体中诱导交替净电流。最后，我们还讨论了“畸变立方”态与尖晶石化合物 GeCo2O4 磁序的关联。