非磁性RuO$_2$中对称性破缺诱导的表面磁性
材料科学
2025-09-17 v2 强关联电子
摘要
交变磁性是一种新发现的磁性相，有别于铁磁性和反铁磁性。RuO 一直被认为是原型金属交变磁体，其临界温度高于室温。先前对 RuO 异常磁性的解释依赖于理论预测，即由四重旋转对称性连接的两个 Ru 亚晶格上的局域磁矩相当显著（约 1 ），从而导致长程反铁磁序。然而，积累的实验数据表明，RuO 中 Ru 上的局域磁矩极小，这表明块体材料很可能是非磁性的。这一观察结果与 Ru 的 4 电子的离域特性以及金属态中的强屏蔽效应一致。在这项工作中，我们表明尽管块体是非磁性的，但 RuO(110) 表面表现出自发磁化。我们将此效应归因于局域对称性的破缺，这导致了电子重新分布和磁矩增强。表面磁性的出现引发了有趣的光谱现象，包括自旋极化的表面态、自旋极化的扫描探针显微镜图像，以及潜在的自旋依赖输运效应。这些发现凸显了表面磁结构在原本非磁性的块体 RuO 中的重要作用。
引用
@article{arxiv.2502.03751,
title = {Symmetry-breaking induced surface magnetization in non-magnetic RuO$_2$},
author = {Dai Q. Ho and D. Quang To and Ruiqi Hu and Garnett W. Bryant and Anderson Janotti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.03751},
year = {2025}
}
备注
18 pages, 11 figures