范德华 CrI$_3$ 铁磁体中的拓扑磁振子能隙工程
材料科学
2024-05-22 v2
摘要
多年来，CrI 铁磁体中拓扑磁振子能隙的微观起源一直存在争议，因为具有不同特征的两个主要模型，即 Dzyaloshinskii-Moriya（DM）模型和 Kitaev 模型，提供了具有不同结果含义的可能解释。在此，我们通过阐明哪些主要贡献在其产生中起主要作用，研究了 CrI 磁振子能隙的角向磁场依赖性。我们实施了随机原子级自旋动力学模拟，以比较这两种自旋相互作用对磁振子能谱的影响。我们观察到这两种能隙打开机制之间存在三种不同的磁场依赖性。首先，我们证明了 Kitaev 诱导的磁振子能隙受外加磁场的方向和幅值共同影响，而 DM 诱导的能隙仅受磁场方向影响。其次，Kitaev 诱导的磁振子能隙内 Dirac 锥的位置会随磁场方向的变化而移动，而在 DM 诱导的能隙情形下它们不受磁场方向影响。第三，我们发现在 Kitaev 模型中，通过改变外加磁场方向会出现直接-间接磁振子能隙转变。这些差异可以区分 CrI 及其他范德华磁性层中拓扑磁振子能隙的起源。我们的发现为范德华材料中拓扑能隙的探索与工程化铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2312.09903,
title = {Topological magnon gap engineering in van der Waals CrI$_3$ ferromagnets},
author = {Verena Brehm and Pawel Sobieszczyk and Jostein Kløgetvedt and Richard F. L. Evans and Elton J. G. Santos and Alireza Qaiumzadeh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.09903},
year = {2024}
}