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塞曼量子几何作为非传统磁性的探针

介观与纳米尺度物理 2025-11-03 v2 材料科学

摘要

具有动量依赖自旋劈裂但净磁化为零的非传统磁体是一类最近被识别的共线磁体,难以通过常规手段探测。我们表明,这些系统可以通过其内在的旋磁(IGM)电流加以区分,该电流由塞曼量子几何所驱动,能够捕捉电子态对动量平移和自旋旋转的耦合响应。通过研究两种典型的二维非传统磁体——具有Rashba自旋轨道耦合的d波交替磁体和时间反演对称的p波磁体——我们揭示了晶体对称性、自旋劈裂能带结构与输运特征之间的直接联系。d_{x^2-y^2}波交替磁体同时表现出横向传导和纵向位移IGM电流,而p波磁体仅支持横向传导IGM电流。值得注意的是,混合d波交替磁体支持全部四种类型的IGM电流,包括由对称(塞曼)贝里曲率所允许的纵向传导电流,而这种电流在传统量子几何中是被禁止的。这些响应可通过霍尔输运和光学探针进行测量,即使传统量子几何驱动的线性响应消失时仍然存在,为隐藏的自旋劈裂能带结构提供了独特的访问途径。我们的结果将塞曼量子几何确立为新型磁性材料的诊断工具和设计原则。

关键词

引用

@article{arxiv.2508.14745,
  title  = {Zeeman Quantum Geometry as a Probe of Unconventional Magnetism},
  author = {Neelanjan Chakraborti and Sudeep Kumar Ghosh and Snehasish Nandy},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2508.14745},
  year   = {2025}
}

备注

8 pages, 3 figures, comments are welcome