电场驱动平带：受阻量子磁体中的增强磁电与电卡效应
强关联电子
2022-02-22 v2
摘要
- 量子自旋锯齿链是一种典型的一维受阻量子自旋系统，展现出非常规的基态与有限温度性质。特别地，它在基元相互作用 与锯齿相互作用 的两个奇异比值处表现出单磁子激发的平能带及增强的磁卡效应。在本文中，我们证明可通过施加适当电场将自旋系统驱动至平带情形，从而克服对精细调节交换耦合 与 的限制，并可将更多材料调谐至平带物理——即在跨越磁饱和场时呈现宏观磁化跳变、零温残余熵以及增强的磁卡效应。磁场通过普通塞曼项作用于自旋系统，而外加电场与自旋的耦合由复杂的 Katsura-Nagaosa-Balatsky (KNB) 机制给出，其中电场有效地充当 Dzyaloshinskii-Moriya 自旋-自旋相互作用。由此产生的新颖特征为相应的互易效应：我们发现由电场驱动的磁化跳变以及由磁场驱动的电极化跳变，即系统展现出极强的磁电效应。此外，类比于增强的磁卡效应，系统显示出增强的电卡效应。
引用
@article{arxiv.2107.04371,
title = {Electric field driven flat bands: Enhanced magnetoelectric and electrocaloric effects in frustrated quantum magnets},
author = {Johannes Richter and Vadim Ohanyan and Jörg Schulenburg and Jürgen Schnack},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.04371},
year = {2022}
}
备注
11 pages, 6 figures