电扭转偶序与铁轴材料中的隐藏自旋极化
材料科学
2024-07-12 v1
摘要
我们研究了电扭转偶在原型铁轴材料 NiTiO 和 KZr(PO) 中的作用，这些材料分别发生序-无序型和位移型的铁轴结构相变。利用第一性原理电子结构理论，我们计算了在铁轴相变过程中局部电扭转偶矩的演化，扭转偶矩既可定义为由局部偶极矩形成的涡旋，也可定义为轨道角动量与自旋角动量的叉乘积。我们的计算确认电扭转偶作为铁轴相变的序参数，并突显了自旋轨道耦合在产生非零原子位点电扭转偶矩中的重要性。我们发现，尽管 NiTiO 和 KZr(PO) 的铁轴相保持全局反演对称，但它们包含保持反演对称性破坏的亚单元，这些亚单元可产生局部电偶极矩涡旋。除了导致净电扭转偶矩外，这些涡旋还可在能带结构中诱导出隐藏自旋极化。
引用
@article{arxiv.2407.08369,
title = {Electric toroidal dipole order and hidden spin polarization in ferroaxial materials},
author = {Sayantika Bhowal and Nicola A. Spaldin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.08369},
year = {2024}
}
备注
8 pages, 7 figures