磁子的轨道磁矩

在实验与应用中，通常只考虑磁子的自旋磁矩。本文我们指出了磁子的一个附加自由度：由自旋轨道耦合引起的“轨道”磁矩。我们的微观理论揭示，自旋磁化强度 $\vec{M}^\mathrm{S}$ 与轨道磁化强度 $\vec{M}^\mathrm{O}$ 是相互独立的量。它们未必共线；因此，即便由于反铁磁性导致总自旋矩抵消（$\vec{M}^\mathrm{S} = \vec{0}$），$\vec{M}^\mathrm{O}$ 仍可能非零。这种轨道弱铁磁性的情形在具有 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用的典型 kagome 反铁磁体中得以实现。我们证明，展现磁子轨道矩的磁体无处不在，并提出了探测它的输运实验方案。