基于轨道与四极矩理解磁晶各向异性
材料科学
2022-10-19 v1
摘要
理解磁晶各向异性(MCA)对于开发新型磁性材料具有根本重要性。因此,有必要厘清 MCA 与谱学测量所观测的局域物理量(如轨道矩与四极矩)之间的关系。在本综述中,我们基于轨道矩与四极矩讨论含过渡金属(TMs)磁性材料中的 MCA 与畸变效应,二者分别对应于二阶微扰计算中的自旋守恒项与自旋翻转项。我们揭示轨道矩将自旋矩稳定在较大轨道矩的方向,而四极矩沿自旋密度分布的纵向方向稳定自旋矩。含 TMs 的磁性材料及其界面的 MCA 可由这两类贡献的竞争决定。我们表明,具有拉伸四方畸变的面心立方(fcc) Ni 的垂直 MCA 源于轨道矩各向异性,而 Mn-Ga 合金的垂直 MCA 则源自自旋密度的四极矩。相反,在 Co/Pd(111) 多层膜与 Fe/MgO(001) 中,界面的轨道矩各向异性与自旋密度四极矩均对垂直 MCA 有贡献。基于轨道矩与四极矩理解磁性材料及其界面的 MCA,对于设计新型磁性应用的 MCA 至关重要。
引用
@article{arxiv.2209.04070,
title = {Understanding magnetocrystalline anisotropy based on orbital and quadrupole moments},
author = {Yoshio Miura and Jun Okabayashi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.04070},
year = {2022}
}
备注
31 pages, 10 figures