Si(111):{C,Si,Sn,Pb}中的自旋轨道耦合与磁相互作用
强关联电子
2016-12-28 v1
摘要
我们研究了半导体表面 Si(111):\{C,Si,Sn,Pb\} - () 上吸附原子系统的磁性性质。基于全电子密度泛函理论计算，我们构建了考虑自旋轨道耦合和电子关联的有效低能模型。在基态下，发现表面纳米结构为绝缘体，具有非共线 120 N\'eel（对于 C、Si、Sn 单层覆盖）和 120 行向（对于 Pb 吸附原子）反铁磁有序。通过超交换理论推导了具有各向异性交换相互作用的自旋哈密顿量，并发现计算得到的 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用非常强，在含 Sn 和 Pb 吸附原子的系统中与各向同性交换耦合相当。为了模拟激发磁态，我们利用 Monte Carlo 方法求解了所构建的自旋模型。在低温和零磁场下，我们在 Sn/Si(111) 和 Pb/Si(111) 中观察到了复杂的自旋螺旋图案。在此基础上，讨论了在强磁场下吸附原子 电子系统中反铁磁 skyrmion 晶格态的形成。
引用
@article{arxiv.1609.07648,
title = {Spin-orbit coupling and magnetic interactions in Si(111):{C,Si,Sn,Pb}},
author = {D. I. Badrtdinov and S. A. Nikolaev and M. I. Katsnelson and V. V. Mazurenko},
journal= {arXiv preprint arXiv:1609.07648},
year = {2016}
}
备注
10 pages