巡游挫折导致的非共面多重-$Q$ 自旋织构：单离子各向异性与键依赖各向异性的效应
强关联电子
2021-02-17 v2
摘要
我们理论研究了由具有不同波数的自旋密度波叠加而成的多重- 自旋织构，针对中心对称巡游磁体的有效自旋模型。我们的焦点在于由自旋-电荷耦合产生的双二次相互作用与由自旋-轨道耦合引起的磁各向异性之间的相互作用。考虑到两类磁各向异性，即单离子各向异性和键依赖各向异性，我们阐明了在有无外磁场情况下典型三角晶格系统的磁相图。在单离子各向异性情形下，我们发现依赖于各向异性强度与符号（易平面或易轴）的大量多重- 不稳定性，包括拓扑数为二的天 Skyrmion 晶格。在外磁场中，我们发现拓扑数为一的天 Skyrmion 晶格在易平面（易轴）各向异性下由面内（面外）磁场稳定。我们还通过旋转场方向检验了场诱导 Skyrmion 晶格的稳定性。作为一个副产品，我们展示在存在双二次相互作用与易轴各向异性时会出现具有非零手性的三重- 态。同时，我们发现键依赖各向异性也稳定两类 Skyrmion 晶格。然而我们展示，对于拓扑数为一的 Skyrmion 晶格，Bloch 型与 Néel 型 Skyrmion 晶格根据键依赖各向异性的符号被选择性实现。此外，我们发现另一种多重- 态，包括具有 Skyrmion 数一和二的两类 meron 晶格。该系统性研究将为中心对称磁性金属中的复杂磁织构提供参考。
引用
@article{arxiv.2011.13040,
title = {Noncoplanar multiple-$Q$ spin textures by itinerant frustration: Effects of single-ion anisotropy and bond-dependent anisotropy},
author = {Satoru Hayami and Yukitoshi Motome},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.13040},
year = {2021}
}
备注
38 pages, 51 figures