二维 RuF$_4$ 中交替磁性与弱铁磁性的相互作用

在自旋电子学中，一类表现出零净磁化和自旋劈裂电子能带的磁性材料——交替磁体——正受到越来越多的关注。本文结合密度泛函理论与对称性分析，证明了 RuF$_4$ 单层是一种二维 $d$ 波交替磁体。自旋轨道耦合导致 $\Gamma$ 点处电子能带发生显著的自旋劈裂（约 100 meV），并由于使 Ru 磁矩倾斜的非平凡自旋动量锁定，将 RuF$_4$ 转变为弱铁磁体。净磁矩与自旋轨道耦合强度呈线性关系。利用群论，我们推导出了一个有效自旋哈密顿量，用以描述电子能带的自旋劈裂与自旋动量锁定。对交替磁性和自旋轨道耦合诱导的自旋劈裂进行解耦，揭示了交替磁性受自旋轨道耦合影响的程度。我们的结果将焦点引向二维交替磁体中的非平凡自旋动量锁定与弱铁磁性，这与这一新兴材料科学研究领域的创新方向密切相关。