动量空间中的有效自旋模型：基于动量分辨各向异性交换作用对多重-$Q$失稳的系统性理解
强关联电子
2022-12-05 v1
摘要
多重-磁态，如斯格明子晶体，成为异常输运现象和动力学行为的来源。近期的理论与实验研究阐明，此类多重-态在金属和绝缘体中的不同晶体结构下普遍出现。为了系统性理解各种晶体系统中多重-态的形成，在本理论研究中，我们提出了一个带有动量空间各向异性交换作用的低能有效自旋模型。我们总结了动量空间中非零对称与反对称各向异性交换作用的六条特定对称性规则，这被视为森谷规则（Moriya's rule）的推广。依据这些规则，我们基于磁表示分析，构建了具有晶体依赖和动量依赖各向异性交换作用的平方晶系、六方晶系和三方晶系磁体的有效自旋模型。此外，我们通过微扰分析带自旋轨道耦合的多带周期安德森模型，描述了巡游磁体中有效各向异性交换作用的起源。我们将该有效自旋模型应用于 晶体中的巡游磁体，并在基态中发现了具有自旋标量手性的多种多重-态。我们的结果为构建任意承载多重-态的晶体系统的有效唯象自旋模型提供了基础，这将促进在具有自旋轨道耦合的材料中对奇异多重-态的进一步探索。
引用
@article{arxiv.2202.09744,
title = {Effective spin model in momentum space: Toward a systematic understanding of multiple-$Q$ instability by momentum-resolved anisotropic exchange interactions},
author = {Ryota Yambe and Satoru Hayami},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.09744},
year = {2022}
}
备注
27 pages, 15 figures, 7 tables