具有海森堡交换与各向异性的烧绿石 slabs 中的磁子能带

烧绿石晶格是一个多功能场所，用于探测由 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用或单离子各向异性等各向异性项诱导或扰动的磁有序态的性质。最近，若干此类有序态作为拓扑磁子及相关表面态的前驱体得到了研究。与此同时，沿晶格高对称方向生长具有该晶格结构的磁性材料薄膜方面取得了近期进展。在这两种情况下，对有限 slabs 的相关哈密顿量的磁激发进行描述都是分析这些系统物理的必要步骤。我们在此研究了烧绿石晶格上一类具有海森堡交换、Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用和自旋冰各向异性的自旋模型在 slab 几何中的磁子能带。对于一系列模型参数，无论铁磁还是反铁磁交换，我们计算了不同 slab 取向下的经典基态并确定了其上的自旋波激发。我们分析了铁磁 splay 相、全进全出相和共面相，并评估了垂直于 $[111]$、$[100]$ 和 $[110]$ 方向取向的 slabs 的磁子色散。对于所有考虑的相，取决于 slab 取向，磁子能带结构可以是非互易的，我们从这个角度强调了三种取向之间的差异。最后，我们给出了所研究相中三种 slab 取向的表面局域磁子的细节。对于铁磁 splay 相和全进全出相，我们通过计算磁子 Berry 曲率和与之关联的 Weyl 电荷或陈数，分析了与体谱中的点简并或节线相关的表面态。