磁性绝缘体中固有（非）希尔伯特阻尼：基于最小模型与\textit{ab initio}自旋哈密顿量的计算
材料科学
2026-03-04 v2
摘要
我们提出了一个可解析的最小模型，用于描述磁性绝缘体中低频磁子因磁子-声子与磁子-磁子相互作用所产生的松弛。该模型建立了微观松弛过程与希尔伯特阻尼之间的直接联系，揭示了磁子衰减从体系统向单层极限的演变方式。我们发现，磁子-声子耦合在三维与二维磁性体材料中均可产生与之相当的希尔伯特阻尼，但自由支撑单层中弯曲声子与基片支撑层中三维声子之间存在定性差异。相比之下，由于四磁子散射导致的非希尔伯特阻尼在二维材料中被显著增强，其中其表现为独立于自旋轨道耦合。为将模型与实际材料进行对比，我们引入了一种基于\textit{ab initio}推导的自旋哈密顿量计算磁子阻尼的数值方法。我们演示了该模型的核心结论在体态YIG以及van der Waals磁性绝缘体CrSBr单层材料中的磁子仍然成立。
引用
@article{arxiv.2602.21885,
title = {Intrinsic (non)-Gilbert damping in magnetic insulators calculated from a minimal model and \textit{ab initio} spin Hamiltonians},
author = {Andrei Shumilin and Diego López-Alcalá and Nassima Benchtaber and Alberto M. Ruiz and José J. Baldoví},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.21885},
year = {2026}
}
备注
The reference to the RAD-tools package has been corrected relative to the previous version