光辐照交变磁体中高阶自旋-轨道耦合、拓扑及持续自旋织构的动力学产生

交变磁体已被确认为磁性材料的第三大类,其特征为以动量的偶次幂形式呈现的动量依赖自旋劈裂。在本研究中,我们证明当受到椭圆偏振光辐照时,这些材料可作为产生具有高阶自旋-轨道耦合(SOC)的拓扑能带的典范体系。值得注意的是,虽然所产生的塞曼场对具体的交变磁序保持不变,但所诱导的高阶SOC与交变磁序的大小和对称性相关。具体而言,我们证明具有 $k^n$ 自旋劈裂的交变磁体可以产生高达 $k^{n-1}$ 的自旋-轨道耦合。在圆偏振光的极限下,唯一的修正项为 $k^{n-1}$,所有更低阶的贡献均被消除。有趣的是,光致SOC显著影响低能能带拓扑,其中 $d$、$g$、$f$ 波交变磁体的陈数分别变化 $\Delta C =\pm 1,2,3$。最后,我们发现存在一个临界场,在该临界场下可实现持续自旋织构——一种具有预测的无限自旋寿命的高度理想状态。我们的工作展示了光作为在交变磁体中工程化复杂而激动人心现象的强大且可控的工具。