自旋轨道耦合关联kagome磁体中的平带负磁性
介观与纳米尺度物理
2019-05-03 v2
摘要
长期以来，人们推测电子平带系统可能是孕育非常规磁性及超导等新奇涌现现象的沃土。尽管已知平带存在于重费米子材料和扭转双层石墨烯等少数体系中，但其在产生涌现行为中的微观作用与潜在机制仍不明晰。本文利用扫描隧道显微镜阐明了kagome磁体Co3Sn2S2中原子分辨的电子态及其磁响应。我们观测到费米能级处一个显著的峰，确认其源于动力学受阻的kagome平带。在磁场增至±8T时，该态表现出反常的磁化极化塞曼位移，以与磁场方向相反的轨道磁矩为主导。这种负磁性可理解为自旋轨道耦合诱导的、与非平凡平带系统相关的量子相效应。我们成像了平带峰，分辨了相关的负磁性，并给出了其与Berry曲率场的联系，表明Co3Sn2S2是罕见的kagome磁体实例，其低能物理可由自旋轨道耦合平带主导。我们探测能带分辨的有序现象（如自旋轨道磁性）的方法也可应用于未来实验，以阐明平带超导与反常量子输运等其他奇异现象。
引用
@article{arxiv.1901.04822,
title = {Negative flat band magnetism in a spin-orbit coupled correlated kagome magnet},
author = {Jia-Xin Yin and Songtian S. Zhang and Guoqing Chang and Qi Wang and Stepan Tsirkin and Zurab Guguchia and Biao Lian and Huibin Zhou and Kun Jiang and Ilya Belopolski and Nana Shumiya and Daniel Multer and Maksim Litskevich and Tyler A. Cochran and Hsin Lin and Ziqiang Wang and Titus Neupert and Shuang Jia and Hechang Lei and M. Zahid Hasan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.04822},
year = {2019}
}
备注
Nature Physics online