间接耦合经典杂质自旋的非哈密顿动力学
介观与纳米尺度物理
2021-01-29 v2 材料科学
摘要
我们在一个典型且纯经典的间接磁交换模型中讨论两个经典杂质自旋实时动力学的有效低能理论：两个经典杂质自旋嵌入于由有限数目经典自旋组成的宿主系统，这些自旋局域在晶格格点上并通过最近邻海森堡交换相互作用。在杂质与宿主自旋间局域交换耦合较弱的 regime 下，导出了慢杂质自旋动力学的有效低能理论。为此我们应用最近发展的绝热自旋动力学(ASD)理论。除类哈密顿的经典自旋力矩外，ASD还额外计入一种新颖的拓扑自旋力矩，其源于近绝热动力学 regime 中的完整度效应(holonomy effect)。研究表明，有效低能进动动力学无法由有效哈密顿函数导出，并且即便初始态仅略微偏离基态，也以非零进动频率为特征。将该有效理论与整个杂质及宿主自旋系统运动方程的全数值解进行比较，以确定绝热有效理论适用的参数 regime。超越绝热近似的有效理论必须必然包含宿主动力学自由度，并超越简单间接磁交换的观念。我们讨论了一个广义约束自旋动力学的例子，其确实改善了描述，但在某些几何构型下也会失效。
引用
@article{arxiv.2009.06296,
title = {Non-Hamiltonian dynamics of indirectly coupled classical impurity spins},
author = {Simon Michel and Michael Potthoff},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.06296},
year = {2021}
}
备注
20 pages, 10 figures, v2 with minor changes, as published