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铁磁 bcc Fe 中海森堡与非海森堡交换相互作用的微观起源

材料科学 2016-06-01 v1 强关联电子

摘要

通过第一性原理计算,我们在微观层面上研究了铁磁 bcc Fe 中交换耦合的本质。分析基础电子结构揭示了 EgE_gT2gT_{2g} 对称性的 3d3d 轨道之间的显著差异。后者决定了费米面的形状,而前者形成弱相互作用的杂质能级。我们证明,其结果是在 Fe 中 T2gT_{2g} 轨道参与交换相互作用,这些相互作用仅弱依赖于自旋矩的构型,因此可归类为类海森堡(Heisenberg-like)相互作用。这些耦合被证明由费米面嵌套驱动。相反,对于 EgE_g 态,海森堡图像失效,因为其对交换相互作用的相应贡献被证明强烈依赖于提取它们所依据的参考态。我们对最近邻耦合的分析表明,EgE_g 态之间的相互作用主要正比于相应的跳跃积分,因此可归因于双交换(double-exchange)起源。

关键词

引用

@article{arxiv.1510.01872,
  title  = {Microscopic origin of Heisenberg and non-Heisenberg exchange interactions in ferromagnetic bcc Fe},
  author = {Y. O. Kvashnin and R. Cardias and A. Szilva and I. Di Marco and M. I. Katsnelson and A. I. Lichtenstein and L. Nordström and A. B. Klautau and O. Eriksson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1510.01872},
  year   = {2016}
}

备注

5 pages, 4 figures