自旋手性铁磁 Kagome 格子中的轨道磁化及其效应

最近,人们发现 Bloch 电子的半经典动力学中的 Berry 相会对相空间态密度作出修正,并给出了有限温度轨道磁化的一般多带公式 [Phys. Rev. Lett. \textbf{97}, 026603 (2006)],其中轨道磁化 $\mathcal{M}$ 由两部分组成,即常规部分 $M_{c}$ 与 Berry 相修正部分 $M_{\Omega}$。利用该一般公式,我们理论上研究了包含自旋各向异性的二维 \textit{kagomé} 格子中的轨道磁化及其对热电输运和磁化率性质的影响。由于该格子中出现非零 Chern 数,本文的研究非常有趣。自旋手性参数 $\phi$(见正文)对轨道磁化性质产生深远影响。结果发现轨道磁化中的两部分彼此相反。特别地,我们证明 $M_{c}$ 与 $M_{\Omega}$ 分别产生顺磁与抗磁响应。进一步表明,轨道磁化在金属区与绝缘区表现出完全不同的行为,这是由于 $M_{c}$ 与 $M_{\Omega}$ 在这两个区域中扮演不同角色所致。我们还计算了反常 Nernst 电导率,其作为电子 Fermi 能的函数呈现峰–谷结构。