铁粒子振幅模式在自旋螺旋亚导体材料 CuBr₂ 中的电磁磁振子
强关联电子
2025-04-29 v1 材料科学
摘要
在连续对称性破缺相变以下, 相关集体激发模式源于序参量的纵向和横向涨落, 分别称为希格斯模和金斯特罗模。 在固体中, 这些模式可能因(condensed matter)中可获得的多样化真空状态而呈现不同于粒子物理中等价激发的特征。 然而, 希格斯模在实验中相当难以观察, 由于其迅速衰变进入能量更低的金斯特罗玻色子, 因此在大多数系统中寿命可忽略不计。 本文报告了在多铁体材料 CuBr₂ 中发现的一种新型希格斯模, 其在以亚秒光脉冲激励后, 在时分辨第二谐波发生信号中表现为一致振荡。 由于 CuBr₂ 中的螺旋自旋有序在平衡状态下产生非零电偶极矩, 由于铁磁子局部期望值振幅涨落导致的希格斯模即为电磁磁振子, 因此获得反演量子数的 -1。 这与粒子物理中的希格斯玻色子(具有偶极性)截然不同。 此处描述的激发代表一种全新的电磁磁振子类型, 与基于线性自旋波理论的传统电磁磁振子(源于金斯特罗模)截然不同。
引用
@article{arxiv.2504.18716,
title = {Higgs-mode electromagnon in the spin-spiral multiferroic CuBr${}_2$},
author = {Bryan T. Fichera and Ajesh Kumar and Baiqing Lv and Zongqi Shen and Karna Morey and Qian Song and Batyr Ilyas and Tianchuang Luo and Riccardo Comin and T. Senthil and Nuh Gedik},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.18716},
year = {2025}
}
备注
29 pages, 10 figures