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非共线反铁磁体的应变诱导操控

介观与纳米尺度物理 2025-09-18 v2 材料科学

摘要

近年来,利用非共线反铁磁体(NCAFMs)应用于反铁磁自旋电子学的兴趣日益增长。其实际应用的一个关键要求是能够以可靠且可调的方式控制自旋序。在本工作中,我们研究了 kagome 反铁磁体——一类重要的 NCAFM——中的自旋序如何通过应变被操控。从微观自旋哈密顿量出发,我们推导了 kagome 反铁磁体的有效作用量,该作用量捕捉了自旋序与系统应变张量之间的耦合。在微观层面,这种耦合源于 Dzyaloshinskii-Moriya 和交换相互作用的应变诱导改变。利用这一有效描述,我们探索了两种应变驱动现象:(1)反铁磁自旋序的应变诱导切换,以及(2)压磁响应。我们在数值上表明,应变促进了相反手性自旋构型之间的热辅助切换。具体而言,我们发现均匀拉伸和压缩应变均控制手性态之间的平均切换时间和首选切换方向。此外,我们证明应变诱导了净磁化强度,并针对典型的 NCAFM 提供了该效应的实验可检验预测。我们的结果为 kagome 反铁磁体应变诱导操控建模提供了理论框架,突显了应变作为 NCAFM 功能控制的有前途途径。

关键词

引用

@article{arxiv.2505.24520,
  title  = {Strain-induced manipulation of non-collinear antiferromagnets},
  author = {Mithuss Tharmalingam and Feodor Svetlanov Konomaev and Kjetil M. D. Hals},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.24520},
  year   = {2025}
}

备注

Finale version accepted by Physical Review B