磁90°螺旋态的现象学理论
强关联电子
2022-04-04 v2 超导电性
摘要
我们探索了在外部磁场中相邻自旋间转角为90°的磁螺旋态的现象相图。该态由超导砷化铁 RbEuFe₄As₄ 中的 Eu 自旋层形成。此自旋构型的特殊性在于它不能在具有双线性交换相互作用的标准海森堡模型中实现。允许该态的最小模型需要双二次最近邻相互作用项。此外,在四方材料中,90°螺旋态可由面内四重各向异性项稳定,该项也固定了螺旋相对于晶格的取向。此类系统在外部磁场中具有非常丰富的行为。磁场诱导向双周期态的变磁转变,四个连续自旋相对于磁场的磁矩角为(α, α, −α, −α)。从形变螺旋到该态的转变场由双二次相互作用强度决定。该转变在双二次耦合较小时为二级,当该耦合超过临界值时变为一级。另一方面,高磁场下的对齐态在形成不可公度扇态方面变得不稳定,而该扇态随磁场减小转变为双周期态。饱和场附近此不可公度态的范围正比于双二次耦合的平方。此外,当磁场沿四个平衡磁矩方向之一施加时,形变螺旋态在由四重各向异性决定的场处经历一级旋转转变。
引用
@article{arxiv.2109.01096,
title = {Phenomenological theory of magnetic 90$^{\circ}$ helical state},
author = {A. E. Koshelev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.01096},
year = {2022}
}
备注
18 pages, 6 figures, Submitted to Phys. Rev. B