极端应变调控的关联金属-绝缘体转变在反铁磁体 CrSb 中
强关联电子
2025-12-09 v1 材料科学
其他凝聚态物理
摘要
关联平带和反铁磁性(altermagnetism)是量子材料中的两个重要方向,分别以相互作用主导的相和对称性决定的自旋纹理态为中心,但两者均源于晶格对称性和轨道杂化。这一共同起源意味着,极端晶体畸变通过窄化能带、增强关联和重塑反铁磁自旋劈裂的对称性,可以在单一材料中统一平带和反铁磁物理;然而,在实践中,在晶体反铁磁体中实现如此大的畸变是一个巨大的挑战。这里我们结合专用应变装置和定制的单晶安装方案,对体 CrSb(一种原型反铁磁体)施加高拉伸应变梯度,在近表面层中,平面内晶格相对于弱应变体产生强烈畸变,而平均体畸变保持很小。角度分辨光电子能谱揭示了中等应变下的可逆区域,其中更深的平带特征归因于应变梯度驱动的 Cr-Sb 杂化抑制,与关联增强的 Cr 3d 平带共存,以及在大应变下的不可逆区域,其中部分键解耦驱动以绝缘性为主的谱响应。密度泛函计算表明,尽管能带重整化强烈,轨道选择性的反铁磁自旋纹理在此关联区域中仍然存在。这些结果为 CrSb 定义了一个应变-对称性-关联图,并确立极端拉伸应变作为在反铁磁体中协同工程平带趋势和自旋纹理、零净矩关联态的途径,指向应变自适应、自旋选择性 Mott 滤波及相关器件概念。
引用
@article{arxiv.2512.07683,
title = {Extreme Strain Controlled Correlated Metal-Insulator Transition in the Altermagnet CrSb},
author = {Cong Li and Mengli Hu and Jianfeng Zhang and Magnus H. Berntsen and Francesco Scali and Dibya Phuyal and Chun Lin and Wanyu Chen and Johan Chang and Oliver J. Clark and Timur K. Kim and Jacek Osiecki and Craig Polley and Balasubramanian Thiagarajan and Zhilin Li and Tao Xiang and Oscar Tjernberg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.07683},
year = {2025}
}
备注
Main text: 21 pages, 4 figures; SI: 43 pages, 30 figures, which are too large to be included. Comments are welcome