应变共线反磁体中的标量自旋磁性序
材料科学
2026-03-17 v1
摘要
标量自旋磁性序 (SSC) 驱动着非共面磁体中的一系列拓扑传输现象。然而，承载固有 SSC 序的磁体的有序温度通常低于 100 K。目前实现接近室温 SSC 序的主要方法依赖于外部场或化学掺杂于非共线磁体。一个重大挑战在于在高温共线磁体中生成和控制 SSC 序。本文以镍钴氮 (Mn4N) 这种共线反磁体（其镱温度约为 740 K）为平台，利用第一性原理计算表明各向同性应变可作为一种清洁且连续的调节参数，用于诱导长程 SSC 序。随着应变从零增大，磁性基态连续地从共线态演化为非共面构型，从而激活 SSC 序并使其幅度从 0 提升至约 2.32。我们的定量轨道分辨键合分析揭示，应变选择性地抑制了 Mn 3d轨道与 N 2p轨道之间的键合，导致 SSC 序的双重前提条件得以实现。具体而言，减弱的共价自旋配对激活了平面内的 Mn3c 磁矩，同时抑制的 N 介导的铁磁超交换相互作用则将最近邻 Mn3c 阵列的平衡向反铁磁交换相互作用倾斜。我们的发现为在高温共线磁体中构建 SSC 序的应变介导路径提供了一种强大的方法。
引用
@article{arxiv.2603.14971,
title = {Scalar Spin Chiral Order via Bond Selectivity in Strained Collinear Ferrimagnets},
author = {Xin Liu and Li Ma and Mingyue Zhao and Shun Niu and Yu Liu and Yang Li and Jiayao Zhu and Yiwen Zhang and Fengxian Ma and Dewei Zhao and Guoke Li and Congmian Zhen and Denglu Hou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.14971},
year = {2026}
}