自旋-轨道耦合对窄带隙半导体 $\mathrm{Pb}_{1-x}\mathrm{Sn}_x\mathrm{Te}$ 中轨道磁化性的影响
材料科学
2026-03-11 v1
摘要
我们研究了自旋-轨道耦合(SOC)对 中轨道磁性的影响，这是一种窄带隙半导体。利用π矩阵方法，我们计算了材料特有的洛伦兹能级，并完整包含跨带效应，评估了磁化。该系统在x=0和x=0.35时均表现出磁性，后者由于其较小的带隙而显示更强的响应。磁化幅度随SOC强度单调增加，尤其在强磁场下更为显著。为阐明其机制，我们引入了自由-泊曼- Dirac(fZD)模型，并将其参数拟合到计算得到的洛伦兹能级。分析表明，SOC通过增强Dirac型跨带贡献相对于泊曼项，从而导致磁化性增加。这些结果表明，SOC可通过跨带效应在轨道磁性中发挥关键作用。
引用
@article{arxiv.2603.09092,
title = {Impact of spin--orbit coupling on orbital diamagnetism in a narrow-gap semiconductor $\mathrm{Pb}_{1-x}\mathrm{Sn}_x\mathrm{Te}$},
author = {Yuki Mitani and Yuki Fuseya},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.09092},
year = {2026}
}
备注
10 pages, 7 figurres