磁性半导体中的磁化轴运动：具各向异性RKKY交换相互作用的有效自旋模型
材料科学
2025-01-09 v4
摘要
我们表明，磁性半导体在受外加磁场时会发生轴运动现象。这种行为源于导带能级的分裂，导致局域自旋之间产生各向异性、随距离而变的交换耦合。为考察这一现象，我们检验了一个包含电荷与自旋自由度的一般系统，这是磁性半导体的典型特征。该系统由两个子系统组成：(1)非相互作用导电子气，(2)局域自旋的铁磁阵列，通过Vonsovskii(sd)局部相互作用相互耦合。整个系统受到外加电场和磁场的干扰。通过Feynman-Schwinger 形式化，我们消去与导电子相关联的较快(Grassmann)电荷自由度，得到局域自旋的有效哈密顿量，呈XXZ自旋模型形式。我们随后给出相应的各向异性交换耦合常数的通用解析公式，表达式为傅里叶空间和直接空间形式，作为诱导导带能级分裂有效场的函数。....我们希望本研究能激发人们对磁性半导体轴运动现象的进一步研究，从而在基于自旋的电子器件中实现对磁化轴运动的精确控制。
引用
@article{arxiv.2407.03098,
title = {Magnetization nutation in magnetic semiconductors: Effective spin model with anisotropic RKKY exchange interaction},
author = {H. Kachkachi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.03098},
year = {2025}
}
备注
22 pages, 3 figures. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:2405.14586