铁磁体中电子关联增强的自旋轨道耦合与轨道磁矩

在原子物理中，洪德规则指出，由于自旋轨道耦合（SOC）与库仑相互作用的协同作用，最大的自旋与轨道态得以实现。在此，我们展示在铁磁固体中，有效 SOC 与轨道磁矩可被因子 $1/[1-(2U^\prime-U-J_H)\rho_0]$ 显著增强，其中 $U$ 与 $U^\prime$ 分别为同一轨道内与不同轨道间的在位库仑相互作用，$J_H$ 为洪德耦合，$\rho_0$ 为平均态密度。该因子由带 SOC 的双轨道及五轨道 Hubbard 模型得到。我们还发现自旋极化比轨道极化更有利，这与实验观测一致。本工作为理解铁磁体中库仑相互作用对 SOC 与轨道磁矩的增强提供了基础，其在自旋电子学中有广泛应用前景。