一种拓扑金属中铁磁性的自旋波与轨道贡献
强关联电子
2024-11-01 v2 材料科学
摘要
每个晶胞含多于一个原子的特殊原子排列，包括蜂窝状或kagome(竹编席)晶格，可承载具有非平凡拓扑的 propagate 激发，这由其沿动量空间中闭合路径的演化所定义。此类晶格上的激发也可以是动量无关的，意味着尽管底层扰动在相邻格点间存在强跳跃，它们仍是局域化的。相关的平带令人关注，因为居于其上的重准粒子间的相互作用将比强色散情形重要得多，从而导致新颖的量子固与液态。二维晶格的不同堆垛，例如扭转双层石墨烯，为进一步设计拓扑与多体效应提供了途径。在此，我们报道了利用圆偏振X射线明确分离磁信号所发现的、金属铁磁体Fe3Sn2的近平自旋波带与大(相较元素铁)轨道磁矩；该材料由紧密AB堆垛kagome双层构成，具有可由适度外磁场调控的拓扑非平凡电子能带结构。作为面外动量的函数，近平光学模与恢复全局旋转对称性的声学模相位相反，这与大于已很大的面内耦合的双层交换耦合一致。因此，该拓扑金属的定义单元是八面体铁簇的三角晶格，而非弱耦合kagome平面。与元素铁相比，自旋波被强烈阻尼，从而开启了拓扑玻色子(自旋波)与费米子(电子)相互作用的课题，其具体目标是解释玻色子寿命。
引用
@article{arxiv.2302.01457,
title = {Spin waves and orbital contribution to ferromagnetism in a topological metal},
author = {Wenliang Zhang and Teguh Citra Asmara and Yi Tseng and Junbo Li and Yimin Xiong and Yuan Wei and Tianlun Yu and Carlos William Galdino and Zhijia Zhang and Kurt Kummer and Vladimir N. Strocov and Y. Soh and Thorsten Schmitt and Gabriel Aeppli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.01457},
year = {2024}
}
备注
19 pages, 5 figures