金属中的磁电多极子
材料科学
2021-03-09 v1
摘要
我们通过计算证明了在非中心对称磁性金属中，由磁场下磁化密度多极展开中的二阶项所产生的磁电多极子的存在。尽管磁电多极子在非中心对称磁性绝缘体的磁电效应背景下已被长期讨论，但它们此前未在金属体系中被确认，因为其中的移动载流子会屏蔽任何电极化。利用第一性原理密度泛函计算，我们探究了三个具体体系：首先，传统的中心对称磁性金属 Fe，我们通过引入表面打破反演对称性，既产生磁电单极子又允许垂直磁电响应。其次，假想的阳离子有序钙钛矿 SrCaRuO，我们研究极化对称性破缺的幅度与磁偶极子和多极子幅度之间的关联，发现二者随结构畸变成比例变化。最后，我们在非中心对称反铁磁性金属 CaRuO 中识别出隐藏的反铁磁多极序，并表明尽管其竞争磁相具有相似的磁偶极结构，它们的磁电多极结构却明显不同，反映出输运性质的强烈差异。
引用
@article{arxiv.1804.06314,
title = {Magnetoelectric multipoles in metals},
author = {Florian Thöle and Nicola A. Spaldin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.06314},
year = {2021}
}
备注
13 pages, 6 figures