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具有 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用的受阻挫反铁磁三角晶格:基态、自旋波、斯格明子晶体、相变

统计力学 2023-01-11 v2 材料科学

摘要

我们在本文中研究具有 Heisenberg 自旋的三角晶格,最近邻(NN)间通过反铁磁交换相互作用 JJ 和 Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用 DD 相互耦合。我们考虑两种情况:第一种情况中 DM 矢量 D\mathbf D 垂直于晶格平面,第二种情况中其位于平面内。两种情况下均施加垂直于自旋平面的磁场 HH。通过在这两种情况下使用极快最速下降法最小化能量,计算了该系统的基态(GS)。在 H=0H=0 的垂直 D\mathbf D 情况下,GS 是周期性的。我们解析地确定了由两个明确角度表征的 GS 构型。我们在该情况下计算了自旋波谱,表明对于小波矢,自旋波在系统中是被禁止的。当 H0H\neq 0 时,垂直 D\mathbf D 情况下的 GS 不显示斯格明子。然而,在 H0H\neq 0 的平面内 D\mathbf D 情况下,我们在 T=0T=0 发现了由三个互相穿插的斯格明子子晶格晶体组成的斯格明子晶体,与早期工作中发现的低-TT 自旋织构一致。我们通过蒙特卡洛模拟表明,该斯格明子晶体在低于临界温度的有限温度下是稳定的。

关键词

引用

@article{arxiv.2204.12248,
  title  = {Frustrated Antiferromagnetic Triangular Lattice with Dzyaloshinskii-Moriya Interaction: Ground States, Spin Waves, Skyrmion Crystal, Phase Transition},
  author = {Sahbi El Hog and Ildus F. Sharafullin and H. T. Diep and H. Garbouj and M. Debbichi and M. Said},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2204.12248},
  year   = {2023}
}

备注

16 pages, 10 figures, submitted to JMMM