受挫海森堡自旋系统中拓扑缺陷的耗散动力学

我们研究了具有螺旋序的受挫自旋系统中拓扑缺陷的动力学。作为出发点，我们考虑SO(3)非线性sigma模型来描述非共线螺旋态周围的长波涨落。除了通常的自旋波磁激发外，该模型还允许存在与螺旋手性（顺时针或逆时针）变化相关的运动方程的非平凡静态拓扑解。我们考虑两类拓扑缺陷：单涡旋和涡旋-反涡旋对，并通过将半经典方法推广到非阿贝尔场论来对相应解进行量子化。利用集体坐标，我们可以将缺陷表示为与谐振子热库耦合的粒子，并采用Feynman-Vernon路径积分形式将其积分消去。得到的缺陷有效作用量表明，其运动因磁振子散射而受到阻尼。我们推导了缺陷阻尼系数的一般表达式，并评估了其在单涡旋和涡旋-反涡旋对两种情况下的温度依赖性。最后，我们考虑该模型在铜氧化物中的应用，其中螺旋态被认为在自旋玻璃区域中实现。通过假设缺陷运动对电荷的耗散动力学有贡献，我们可以在很宽的温度范围内将我们的结果与测量的逆迁移率进行比较。我们的计算与实验之间的较好一致性证实了不相称螺旋序对轻掺杂铜氧化物的可能相关性。