从第一性原理处理拓扑驱动的三自旋手性交换相互作用
材料科学
2021-08-18 v2 其他凝聚态物理
摘要
讨论了包含在扩展海森堡哈密顿量中且由最近推导出的表达式（Phys. Rev. B, {\bf 101}, 174401 (2020)）表示的三自旋手性相互作用（TCI）背后的机制。我们强调，该方法提供了一组唯一的多自旋交换参数，这些参数由于微扰阶次不同或对称性不同而彼此独立。这尤其确保了先前通过完全相对论第一性原理计算所证明的 TCI 的特定性质，这些性质源于若干问题的共同影响，而从 TCI 参数的表达式中并未显见。因此，我们提出了对 TCI 的一种解释，显式展示了其对相对论自旋轨道耦合和拓扑轨道磁化率（TOS）的依赖性。这基于与 TCI 表达式同等推导出的 TOS 表达式。利用第一性原理计算，我们还数值地证明了 TCI 与 TOS 共同的拓扑性质。为展示相对论自旋轨道耦合（SOC）对 TCI 的作用，我们引入了所谓的“拓扑”自旋磁化率（TSS）。该量表征了在非共线磁性结构存在下原子上由 SOC 诱导的自旋磁矩，给出了 TOS 与 TCI 之间的联系。数值结果再次支持了我们的结论。
引用
@article{arxiv.2105.01653,
title = {Topologically-driven three-spin chiral exchange interactions treated from first principles},
author = {Sergiy Mankovsky and Svitlana Polesya and Hubert Ebert},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.01653},
year = {2021}
}
备注
11 pages, 6 figures