巡游磁体中非共面排序的有效双线性-双二次模型
强关联电子
2017-06-28 v1
摘要
包括 skyrmions 和 vortices 在内的非共线与非共面磁纹理可作为演生电磁场，并产生新颖的电子与输运性质。我们在此报告了对巡游磁体中由自旋-电荷耦合演生出的非共面磁排序的统一理解。该机制根源于超越常规 Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY) 机制的有效多自旋相互作用，这类相互作用在具有局部磁矩的巡游电子系统中普遍存在。通过仔细考察自旋-电荷耦合的高阶微扰，我们构建了一个由双线性和双二次相互作用组成的最小有效自旋模型，其特定波数由 Fermi 面决定。我们发现，我们的有效模型捕捉了巡游磁体中近期发现的向非共面多重- 态不稳定性的底层物理：在一般格子上，即使自旋-电荷耦合无穷小，RKKY 理论预期的单- 螺旋态也会被带有手性密度波的双- vortex 晶体取代 [R. Ozawa , J. Phys. Soc. Jpn. , 103703 (2016)]；而在三角格子上，随着自旋-电荷耦合的增加，会出现拓扑数为 2 的三重- skyrmion 晶体 [R. Ozawa, S. Hayami, and Y. Motome, to appear in Phys. Rev. Lett. (arXiv: 1703.03227)]。我们发现，通过引入外磁场，我们的有效模型展现出丰富的多重- 态。我们的发现将为探索巡游磁体中进一步奇异的磁排序提供指导。
引用
@article{arxiv.1703.07690,
title = {Effective bilinear-biquadratic model for noncoplanar ordering in itinerant magnets},
author = {Satoru Hayami and Ryo Ozawa and Yukitoshi Motome},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.07690},
year = {2017}
}
备注
22 pages, 19 figures