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巡游电子的交错轨道磁化：轨道反铁磁和亚铁磁相

介观与纳米尺度物理 2026-07-11 v1
作者: Lucas L. Lage , Kevin J. U. Vidarte , Tarik P. Cysne , Tatiana G. Rappoport , A. Latgé , R. B. Muniz
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摘要

由于固体中电子轨道角动量本质上是非局域的，其对磁性的贡献通常以净轨道磁化的形式表示。在这里，我们展示了巡游电子可以产生具有铁磁、反铁磁或亚铁磁有序的轨道磁相。我们使用标准Haldane模型和修正的Haldane模型，在蜂窝晶格上证明了这种可能性。利用实空间表述，我们将巡游轨道磁化分解为子晶格贡献MAM_A和MBM_B。然后使用它们的净组合（Mz=MA+MBM_z=M_A+M_B）和交错组合（Mzs=MA−MBM_z^s=M_A-M_B）来识别轨道序。通过改变子晶格势和费米能量，我们发现了不同的区域：修正Haldane模型中的(PT)对称轨道反铁磁体，标准Haldane模型中的轨道铁磁体，净轨道磁化和交错轨道磁化共存的亚铁磁金属态，以及铁磁和反铁磁轨道特性可以互换的绝缘态。这些发现可以通过一个涉及两种不同谷机制的低能理论来解释：标准Haldane模型中的谷依赖Dirac质量和修正模型中的谷依赖能量移动。

关键词

轨道磁性 巡游电子 Haldane模型 反铁磁性 亚铁磁性 蜂窝晶格

引用

@article{arxiv.2607.10355,
  title  = {Staggered orbital magnetization from itinerant electrons: orbital antiferro- and ferrimagnetic phases},
  author = {Lucas L. Lage and Kevin J. U. Vidarte and Tarik P. Cysne and Tatiana G. Rappoport and A. Latgé and R. B. Muniz},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.10355},
  year   = {2026}
}