多铁性 BiFeO$_3$ 的自旋诱导极化与非互易定向二色性
强关联电子
2015-10-28 v2
摘要
一个包含沿铁电极化的两个 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用和单离子各向异性的室温多铁性 BiFeO 微观模型，预测了零场光谱模及其在磁场中的劈裂与演化。由于同时破缺时间反演与空间反演对称性，光的吸收随磁场或光传播方向的反转而改变。我们讨论了可能导致此种被称为非互易定向二色性的吸收不对称的三种物理机制：自旋流、磁致伸缩与单离子各向异性。我们得出结论：BiFeO 中的非互易定向二色性由自旋流极化主导，且对磁致伸缩与易轴各向异性不敏感。借助三个独立的自旋流参数，我们的模型准确描述了沿 方向磁场下观察到的非互易定向二色性。由于某些模对沿一个方向传播的光近乎透明，而对相反方向传播的光不透明，BiFeO 可在 GHz 至 THz 频段的某些频率下用作室温光学二极管。我们的工作表明，基于有效自旋模型并结合第一性原理计算的非互易定向二色性谱分析，能够产生多铁性材料中磁电耦合的定量微观理论。
引用
@article{arxiv.1506.04595,
title = {Spin-Induced Polarizations and Non-Reciprocal Directional Dichroism of Multiferroic BiFeO$_3$},
author = {Randy S. Fishman and Jun Hee Lee and Sándor Bordács and István Kézsmárki and Urmas Nagel and Toomas Rõõm},
journal= {arXiv preprint arXiv:1506.04595},
year = {2015}
}
备注
15 pages, 7 figures