单层 Fe$_3$GeTe$_2$ 中的少数派磁振子与模式分支
摘要
我们利用第一性原理计算预测了单层 FeGeTe 中存在少数派磁振子。少数派磁振子构成了一种新型集体磁激发，它增加磁矩——与普通（多数派）磁振子降低磁矩相反——从而在动态磁化率 中产生自旋提升极点。FeGeTe 非平凡的铁磁能带结构使得此类准粒子的存在成为可能。我们使用时变密度泛函理论计算磁化率，并进行详细的模式分析，这使我们能够识别和研究单个磁振子模式以及构成多体谱的 Stoner 激发。分析揭示了大量的多数派和少数派激发，除了主磁振子分支外，由于系统的电子 itinerancy，还包括卫星、谷和自旋反转磁振子。至关重要的是，该分析使我们能够将相干集体性质的峰与混合磁振子/Stoner 性质的峰区分开来。为此，我们预测单层 FeGeTe 的最低能量少数派磁振子模式确实在长波长下构成相干集体准粒子，并为观察到的少数派磁振子增强引入了一个简化的高斯模型。其 underlying physics 绝不局限于 FeGeTe，因此预计在其他复杂铁磁材料中也能观察到少数派磁振子。
引用
@article{arxiv.2403.00525,
title = {Minority magnons and mode branching in monolayer Fe$_3$GeTe$_2$},
author = {Thorbjørn Skovhus and Thomas Olsen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.00525},
year = {2024}
}
备注
In this second edition, the manuscript has been largely rewritten from a letter to an article format. We include a more in-depth discussion of the distinction between Stoner pair excitations and magnons and present also a new simplistic model for the minority magnon enhancement in Fe$_3$GeTe$_2$. 11 pages, 11 figures