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Kagome 晶格促进手性自旋涨落

强关联电子 2024-02-02 v2 材料科学 统计力学

摘要

具有倾斜电子自旋的磁性材料常表现出无法从半经典理论解释、需借助虚构(涌现)电磁场的导电行为。解释此类现象的量子力学模型根植于运动准粒子的贝里相概念,由手性(左或右手性)自旋习惯驱动。具有轻微偏向左手或右手手性的动力学且近随机的自旋涨落,代表了在较高温度下实现贝里相现象的有前景途径,但关于晶格几何对所得宏观观测量的影响知之甚少。在此,我们报道了两种金属的热电与电输运实验,其分别具有三角晶格与轻微畸变 kagomé 晶格上的大磁矩。我们表明手性自旋涨落的影响在 kagomé 晶格上显著增强。这两种螺旋磁体具有相似的磁相图,包括周期性磁斯格明子阵列。然而,我们的建模显示,具有共角自旋三聚体的 kagomé 晶格几何有助于避免贝里相贡献的抵消;自旋涨落在热无序(顺磁)态中即被赋予净手性习惯。因此,我们对 kagomé 材料的观测与将磁化视为连续场的理论模型形成对比,并强调了晶格几何对涌现电动力学现象的作用。

关键词

引用

@article{arxiv.2206.05756,
  title  = {Kagome lattice promotes chiral spin fluctuations},
  author = {Kamil K. Kolincio and Max Hirschberger and Jan Masell and Taka-hisa Arima and Naoto Nagaosa and Yoshinori Tokura},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2206.05756},
  year   = {2024}
}

备注

16 pages, 4 figures