Tb 基准晶及其近似晶体中的拓扑磁纹理与长程序
强关联电子
2022-09-22 v2 材料科学
摘要
准晶（QC）具有在周期晶体中被禁止的旋转对称性的独特晶格结构。其电学性质远未被完全理解。磁长程序是否在 QC 中实现一直未获解决。在此，我们报告了在 Tb 基 QC 中铁磁长程序的理论发现。以往 QC 理论研究的困难在于缺乏微观晶体电场（CEF）理论，而这在稀土体系中至关重要。通过分析 Tb 基 QC 中的 CEF，我们阐明磁各向异性在实现 Tb 基 QC 及近似晶体（AC）中独特磁纹理方面起关键作用。通过构建最小模型，我们展示了位于顶点的 Tb 原子构成的二十面体上的多种磁纹理。我们发现刺猬态具有拓扑荷为 1 的特征，而涡旋矩态具有异常大的拓扑荷为 3 的特征。刺猬态和涡旋矩态被证明作为反铁磁序实现，在 1/1 AC 中表现为演生单极子与反单极子。我们发现这些态在施加磁场下表现出拓扑霍尔效应，并伴随拓扑及变磁转变。我们的模型与所确定的相图有望与具有强磁各向异性的广泛稀土基 QC 和 AC 相关，这不仅有助于理解磁性，也有助于探索新颖拓扑性质。
引用
@article{arxiv.2209.09335,
title = {Topological magnetic textures and long-range orders in Tb-based quasicrystal and approximant},
author = {Shinji Watanabe},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.09335},
year = {2022}
}
备注
15 pages, 5 figures