弱自旋轨道耦合磁性材料中的自旋群对称性
材料科学
2022-11-04 v4 计算物理
摘要
由群论表述的对称性在从基本粒子到凝聚态系统的自然规律中起着至关重要的作用。在此，通过结合对称性分析与紧束缚模型计算，我们阐明：大量含轻元素的磁性材料，其中忽略相对论性自旋轨道耦合（SOC）是一个合理的近似，其晶体学对称性远大于传统的磁群。因此，需要一种涉及部分解耦的自旋与空间旋转的对称性描述，称为自旋群。自旋群允许更多的对称操作，从而允许磁群所禁止的更多能量简并。自旋群的一个后果是新的反幺正对称性，其保护无 SOC 的 Z_2 拓扑相并具有前所未有的表面节点结构。我们的工作不仅揭示了弱 SOC 材料的物理实在，也为通过统一群论理解所有含与不含 SOC 的固体提供了启示。
引用
@article{arxiv.2103.15723,
title = {Spin-group symmetry in magnetic materials with negligible spin-orbit coupling},
author = {Pengfei Liu and Jiayu Li and Jingzhi Han and Xiangang Wan and Qihang Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.15723},
year = {2022}
}
备注
To appear in Phys. Rev. X; main text includes 34 pages, 1 table and 5 figures