自旋轨道耦合体系中的非传统磁性

“非传统磁性”（unconventional magnetism）于两十年前提出，用于描述由洛兰德-波格纳赫克斯（Landau-Pomeranchuk）不稳定性在自旋轨道耦合通道中引发的异构态。其奇部分波通道（如 $p$ 级）态破坏偶极性，导致自旋轨道耦合的动态生成；而其偶部分波通道（如 $d$ 级）态则破坏时间反演对称性。这两种态都可在费米面上表现出铁磁和非铁磁自旋构型，前者称为 $\alpha$ 相，后者称为 $\beta$ 相。即使部分波通道中的铁磁态属于“另磁性”（altermagnetism）的相同对称性类别。本文在保持奇偶极性和时间反演对称性的自旋轨道耦合体系中，探讨 $p$ 级和 $d$ 级非传统磁性。基于琴斯-兰德瓦（Ginzburg-Landau）自由能分析，$p$ 级通道产生 gyrotropic、Rashba、Dresselhaus 型自旋轨道耦合。它们竞争并混合，随着各种类型的自旋动量锁定演化，从 $\beta$ 相过渡到 $\alpha$ 相。本文对 $d$ 级非传统磁性进行了平行分析。我们强调，单粒子色散并不足以说明完整哈密顿量的自旋群对称性。此外，还考察了每个非传统磁相中的 Goldstone 流形及激发态。