反铁磁绝缘体中磁子的热压缩与非线性谱移
材料科学
2022-10-18 v4 其他凝聚态物理
摘要
我们研究了在有限温度下共线反铁磁(AF)绝缘体中磁子-磁子相互作用对磁子色散与极化的影响。在具有单轴或双轴磁晶各向异性的双子格AF系统中,我们采用自洽Hartree-Fock平均场近似来探究非线性热相互作用。所得的非线性磁子相互作用可分解为两磁子带内与带间散射过程。此外,我们计算了由于方形与六边形晶格上非线性磁子相互作用引起的磁子带隙与AF共振模的温度依赖关系。我们还研究了磁子相互作用对磁子模极化的影响。我们发现,尽管单轴情形下非相互作用本征模为圆偏振,但在非线性热相互作用存在时哈密顿量的局域U(1)对称性被破坏。吸引性非线性相互作用压缩低能磁子模并使其变为椭圆偏振。另一方面,在双轴情形下,低能磁子的裸本征模为椭圆偏振,但热非线性相互作用使其进一步被压缩。对所预言的温度依赖AF共振模及其极化的直接测量可作为探测非线性相互作用的手段。我们的发现为探究在技术上重要的磁系统(如新近发现的二维磁性材料的磁稳定性、磁子的相干输运、磁子的玻色-爱因斯坦凝聚以及磁子拓扑绝缘体)中热磁子相互作用的影响建立了框架。
引用
@article{arxiv.2108.08374,
title = {Thermal squeezing and nonlinear spectral shift of magnons in antiferromagnetic insulators},
author = {Mahroo Shiranzaei and Roberto E. Troncoso and Jonas Fransson and Arne Brataas and Alireza Qaiumzadeh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.08374},
year = {2022}
}