磁子自旋-动量锁定：非共线反铁磁体中的多种自旋涡旋与狄拉克磁子
介观与纳米尺度物理
2017-09-20 v4 材料科学
强关联电子
摘要
我们将自旋-动量锁定的概念推广到磁子系统，并推导了计算一般两体自旋哈密顿量单磁子态自旋期望值的公式。我们给出了磁子自旋独立于动量的不可行条件。作为磁子自旋-动量锁定的例子，我们分析了一维具有Néel序的反铁磁体和二维具有120结构的kagome晶格反铁磁体。我们发现即使哈密顿量具有z轴自旋旋转对称性，磁子自旋也依赖于其动量，这可以在奇异能带点或U(1)对称性破缺的背景下解释。kagome晶格反铁磁体中产生的动量空间自旋涡旋具有卷绕数Q=-2，而在拓扑绝缘体表面态中观察到的典型涡旋特征为Q=+1。在另一种kagome晶格反铁磁体中发现了具有Q=+1的狄拉克磁子，即表面态的磁子类比。我们还利用Poincaré-Hopf指数定理推导了Q的求和规则。
引用
@article{arxiv.1702.02575,
title = {Magnon Spin-Momentum Locking: Various Spin Vortices and Dirac Magnons in Noncollinear Antiferromagnets},
author = {Nobuyuki Okuma},
journal= {arXiv preprint arXiv:1702.02575},
year = {2017}
}
备注
7 pages, 4 figures, Supplemental material is added