Critical spin-flip scattering at the helimagnetic transition of MnSi
本文报道了球形中子极化仪(SNP),讨论了MnSi中自旋翻转散射截面以及靠近螺旋磁跃迁的手征分数$η$。对于我们的研究,我们已经开发了一种单核苷酸多态性设备,允许快速数据收集时,在小角度散射几何与区域检测器使用。临界自旋翻转散射被发现是由手征顺磁子软化的一个领域中的动量空间。仔细考虑的非相干自旋翻转背景下,我们发现,所得到的手征分数$η$逐渐减少以上的helmagnetic过渡反映了强烈的重整化的手征相关长度与温度的依赖性在很好的定量协议与Brazovskii理论的波动引起的一级转变。
2014-03-03 cond-mat.str-el
Magnetic digital flop of ferroelectric domain with fixed spin chirality in a triangular lattice helimagnet
研究了三角晶格螺旋磁CuFe_(1-x)Ga_xO_2(x=0.035)在不同大小和方向的磁场中的铁电性质。推导了[001]、[1 - 10]和[1-10]方向磁场的磁电相图,发现面内磁场诱导了6种可能的多铁性畴的重排.当面内磁场围绕c轴每旋转60度时,由于螺旋磁q矢量的切换,发生电极化的强度的唯一120度翻转。自旋螺旋的手征性在q翻转时总是守恒的。根据多铁性畴壁的稳定结构讨论了其可能的成因。
2009-11-12 cond-mat.str-el
Magnetic phase transitions in single crystals of the chiral helimagnet Cr1/3NbS2
通过对手性螺旋磁体Cr_(1/3)NbS_2单晶的磁性、输运和热性质的测量以及第一性原理电子结构的计算,研究了手性螺旋磁体Cr_(1/3)NbS_2的磁性、输运和热性质。从测量的磁场和温度依赖性的磁化垂直于c轴施加的字段,磁相图已被构建在附近的相变。在120 K附近发生从顺磁相到磁有序相的转变。随着磁场的增加和温度低于120 K,该材料在900 Oe附近经历从螺旋磁相到孤立晶格相的转变,然后在1300 Oe附近转变为铁磁相。发现这些转变强烈影响电输运。在120 K附近冷却时电阻率急剧下降,并且在磁阻中从螺旋基态到相称铁磁态的自旋重取向是明显的。在高磁场下,在磁转变温度附近观察到大的磁电阻(140 kOe时为55%).热容和电子结构计算表明,在磁有序态中费米能级的态密度较低。自旋涨落的影响对于理解Cr 1/3 NbS 2在磁有序转变附近和之上的行为可能是重要的。
2012-09-13 cond-mat.str-el
Finite-Temperature Properties of Three-Dimensional Classical Chiral Helimagnets
在有限温度下,采用平均场(MF)分析和经典的蒙特卡罗(MC)模拟分析了三维手征螺旋磁结。我们考虑一个简单立方晶格上包含海森堡交换和单轴Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的哈密顿量。用MF理论计算的磁化曲线与实验结果定性一致。晶格和连续模型之间的比较澄清了连续近似可以应用的区域。通过将MF理论与经典MC方法相结合,还阐明了通过在垂直于螺旋轴的层中包括自旋相关,结果在定量上得到了很大的改善。在我们的简单模型的基础上,估计了$CrNb_3S_6$中的相互作用参数。这些交换相互作用的值证明了一个物理图像,即自旋在二维层中是强耦合的,而与螺旋链中的自旋是弱相互作用的。
2016-03-31 cond-mat.str-el
Chiral helimagnetism and stability of magnetic textures in MnNb$_3$S$_6$
该研究通过微磁模型揭示 MnNb$_3$S$_6$ 中 Dzyaloshinskii–Moriya 与偶极相互作用竞争所形成的复杂磁相图及其厚度依赖。
2023-04-27 cond-mat.str-el
Degenerate manifolds, helimagnets, and multi-$\mathbf{Q}$ chiral phases in the classical Heisenberg antiferromagnet on the face-centered-cubic lattice
本文详细研究了面心立方晶格上经典受抑海森堡模型的基态相图。通过考虑交换相互作用,直到第三个最近的邻居,我们发现相称的,helmagnetic,以及非共线多{ \bf Q}订单,其中包括非共面和手征自旋结构。我们揭示了次广泛退化流形的存在下,出现在三相点和某些相边界的相图。在这些流形中,自旋哈密顿量可以被改写为一个完整的平方有限图案上的自旋,使我们能够确定家庭的确切基态自旋配置在真实的空间-这些包括随机堆叠的铁磁或反铁磁有序平面和相互作用的铁磁链,等等。最后,我们严格调查的后果,我们的研究结果的例子的伊辛模型,在那里我们确切地列举了所有的状态数值有限集群。
2020-11-24 cond-mat.str-el
Single helicity of the triple-$q$ triangular skyrmion lattice state in cubic chiral helimagnet EuPtSi
Hiroshima University(广岛大学);Japan Atomic Energy Agency(日本原子能机构);Institute of Materials Structure Science, High Energy Accelerator Research Organization(高能加速器研究机构物质结构研究所);University of the Ryukyus(琉球大学);RIKEN Center for Emergent Matter Science(理化学研究所 新兴物质科学中心)
通过圆偏振共振X射线衍射,研究EuPtSi在[111]方向磁场下A相中三角斯格明子晶格的三重$q$磁结构的螺旋性,发现所有傅里叶分量具有相同螺旋性,且与低场单$q$螺旋磁相相同,表明反对称交换相互作用支持三角斯格明子晶格的形成。
2024-05-07 cond-mat.str-el
Blue Quantum Fog: Chiral Condensation in Quantum Helimagnets
它示出,涉及手性序参量的冷凝过渡可以发生在巡回helimagnets,在类似的各向同性相和被称为蓝色雾或蓝相III在胆甾相液晶的阶段之间的过渡。有人提出,这种转变是最近的中子散射结果MnSi的解释。预测,将允许实验测试这一建议。
2005-05-20 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Spin-lattice interaction in the quasi one-dimensional helimagnet LiCu_2O_2
本文首次研究了螺旋磁体LiCu_2O_2中电子自旋共振的场依赖性。在顺磁状态下,观察到对应于2.3的g因子的宽共振线。在顺磁到螺旋磁相变的临界区域,共振变宽并向更高的频率移动。一个窄的信号在低温下恢复,对应于1.5 meV的自旋隙在零场。利用中子散射(T。Masuda等人,Phys.Rev.B72,014405),以及在此确定的自旋各向异性。量子涨落的作用进行了讨论。
2006-01-31 cond-mat.str-el
Theory of magnetoelastic resonance in a mono-axial chiral helimagnet
研究了六方晶系单轴手征螺旋磁体的磁弹性共振现象。通过计算弹性波和自旋波的耦合谱,说明了杂化是如何根据它们的手征性而发生的。讨论了单轴手征螺旋磁链中稳定的圆锥相和孤子晶格相的磁弹性共振特性。前者表现出明显的频谱非互易性,后者的特点是由多共振行为。我们认为,在强迫铁磁态附近的非互易自旋波具有将线偏振弹性波转变为手征与自旋波手征相反的圆偏振弹性波的潜在能力.
2018-04-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Chiral Spin Liquid in two-dimensional XY Helimagnets
利用蒙特卡罗模拟方法讨论了正方晶格上二维XY阻挫螺旋磁网的临界性质。我们发现在温度降低时有两个连续的相变:第一个相变与离散的Z_2对称性破缺有关,第二个相变是Berezinskiii-Kosterlitz-BKT型相变,在此SO(2)对称性破缺。因此,一个狭窄的区域存在于相图之间的伊辛和BKT转变,对应于手性自旋液体的线。
2012-03-10 cond-mat.other cond-mat.str-el
Competition between helimagnetic and ferroquadrupolar orderings in a monoaxial chiral magnet DyNi$_3$Ga$_{9}$ studied by resonant x-ray diffraction
用共振X射线衍射研究了稀土单轴手征磁体DyNi $_3$ Ga $_{9}$的连续相变。磁偶极子和电四极自由度所产生的大的角动量的$J=15/2$,在对称和反对称交换相互作用和晶体场各向异性的组合,引起竞争有序相。我们发现,反铁磁耦合Dy矩在$ab$平面形成一个不相称的helmagnetic顺序与$q\sim(0, 0, 0.43)$低于$T_{\text{N}}=10$ K,进一步表现出连续的一阶过渡到相称helmagnetic顺序与$q=(0,0,0.5)$在$T_{\text{N}}^{\;\prime}=9.0$ K,和倾斜的反铁磁顺序与$q=(0,0,0)$在$T_{\text{N}}^{\;\prime\prime}=8.5$ K,都具有大的共存区域。还唯一地确定了DyNi $_3$ Ga $_{9}$的磁螺旋度与晶体手征度的关系。在$T_{\text{N}}^{\;\prime\prime}$下方观察到$(6,0,0)$布拉格峰的分裂,反映了由于铁四极序引起的晶格畸变。在倾斜反铁磁相,自旋翻转转变发生在5 K时,当温度扫描在弱磁场。我们从上述竞争能量的观点讨论这些转变。
2022-01-14 cond-mat.str-el
Chiral Soliton Lattice Formation in Monoaxial Helimagnet Yb(Ni$_{1-x}$Cu$_x$)$_3$Al$_9$
用共振X射线衍射研究了空间群为$R32$的手性晶体Yb(Ni $_x$ Cu $_{1-x}$)$_3$ Al $_9$的螺旋磁结构及其对外磁场的响应.结果表明,晶体手性与磁结构的螺旋度之间存在一一对应的关系,表明晶体中存在着以传导电子为媒介的反对称交换作用.当垂直于螺旋轴($c$轴)施加磁场时,随着磁场的增加,$(0, 0, 2q)$的二次谐波峰发展。对于$x$ =0.06样品,也观察到$(0, 0, 3q)$的第三谐波峰。这一结果为特征磁化曲线所揭示的手征磁孤子晶格态的形成提供了有力的证据。还发现了伴随磁偶极序的磁八极矩螺旋序。
2017-09-25 cond-mat.str-el
Transport magnetic currents driven by moving kink crystal in chiral helimagnets
研究表明,体输运磁流是在垂直于螺旋轴的静磁场作用下,手征螺旋磁网中形成的运动磁扭折晶体(手征孤子晶格)产生的.电流是由非平衡输运动量引起的,扭结质量由扭结晶体状态周围的自旋涨落决定。然后出现的运输磁流的结果,沿螺旋轴的动态非对角长程序。在弱场极限下,导出了扭结晶体的惯性质量和电流的显式表达式。
2008-03-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electric current control of spin helicity in an itinerant helimagnet
手征性是物质镜像对称性的破缺。在生物学和化学领域,这是特别重要的,因为生命中的一些基本分子,如氨基酸和DNA具有手性。这是一个长期存在的谜如何选择的对映体之一,在生命的开始阶段。了解在一定条件下同手性的出现对于生命起源的研究以及药物科学的研究都是必不可少的。手性在磁性结构中也是突现的。纵向螺旋磁结构是由磁矩组成的手性物体,其中磁矩的有序方向在垂直于传播矢量的平面内空间旋转(图1a)。由于旋转的方向,这是表示为螺旋度,是由任何镜像操作反转,它是对应于手征。我们发现,在巡游螺旋磁纳米颗粒中,纵向螺旋结构的手征性可以由磁场和电流控制,这是由于自旋转移矩与自旋轨道相互作用无关,并且可以通过对手征对称性破缺敏感的电磁手征效应来探测.这种现象与螺旋平面平行于传播矢量的横向绝缘螺旋磁体的多铁性不同,因为磁性结构具有极对称性而不是手征对称性。虽然磁场和电流的组合满足外刺激对称规则的手性控制,与他们的控制没有任何手性对象以前的报告。这一结果可能为控制磁性和原子排列的手征性开辟一条新的途径。
2019-07-03 cond-mat.str-el
Dimensional crossover in a spin liquid to helimagnet quantum phase transition
用中子散射方法研究了零场下非磁性自旋液体基态的准一维量子自旋管化合物Sul--Cu $_2$ Cl $_4$的磁场诱导有序.实验结果表明,一个不相称的手征高场相稳定的磁相互作用的几何挫折。在$H_c\approx3.7$ T下测得的临界指数$β\approx0.235$和$ν\approx0.34$指向一个不寻常的亚临界标度区域,并可能反映了量子临界点的手性性质。
2009-02-03 cond-mat.str-el
Incommensurate--commensurate transitions in the mono-axial chiral helimagnet driven by the magnetic field
详细分析了单轴手征螺旋磁体在平行于螺旋轴和垂直于螺旋轴的分量所构成的磁场平面内的零温相图。过渡到相称状态的性质取决于场与螺旋轴之间的角度。对于接近平行或垂直于螺旋轴的方向的场方向的过渡是连续的,而对于中间的角度的过渡是不连续的,并且在过渡线上的无公度和公度状态共存。连续和不连续的过渡线被两个具有特定奇异行为的三临界点分开。连续和不连续的线和三临界点的位置强烈依赖于易平面各向异性,其效果进行了分析。对于大的各向异性的圆锥近似定位的过渡线非常准确,虽然它不预测连续的过渡,也没有tricitical行为。结果表明,对于大的各向异性,如在CrNb 3S 6,过渡线的形式是普遍的,即,独立的样品,并服从一个简单的方程。对CrNb_3S_6样品的三临界点位置进行了理论估计,
2016-03-02 cond-mat.str-el
Thermal fluctuations in the conical state of monoaxial helimagnets
利用自由能的鞍点展开法分析了热涨落对具有平行于手征轴的外磁场的单轴螺旋磁网络相结构的影响。分离锥形相和强制铁磁相的相变由热涨落变为一阶。在一个纯单轴系统中,锥形状态的节距与温度和磁场无关,就像在平均场论中一样,即使在考虑波动时也是如此。然而,在存在弱Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用在垂直于手征轴的平面中,热波动诱导的温度和磁场的间距的依赖性。这可能有助于确定这种系统中磁相互作用的性质。
2018-04-26 cond-mat.str-el
Magnetic structure of the MnGe helimagnet and representation analysis
在最近的结果为原型helimagnet MnSi,我们研究了可能的磁性结构的化合物的同一家庭,一致的晶体对称性时,磁传播矢量平行于[001]轴。对MnGe中记录的已发表的μ子自旋旋转谱的分析[Phys. Rev. B 93,174405(2016)]显示,与MnSi不同,没有偏离正则螺旋结构。这种质的差异要求进一步的理论工作手征磁体。
2017-06-02 cond-mat.str-el
Topological defects and critical phenomena in two-dimensional frustrated helimagnets
使用一个简单的模型的挫折helimagnet,临界行为进行了数值研究的平面或各向同性自旋,和一个或两个手征序参量的情况下。在这个模型中的螺旋结构产生的交换相互作用的竞争的前两个范围级的自旋在一个方向(在两个方向)的正方形晶格。主要的结果是,临界和温度行为主要是由拓扑缺陷,在所有情况下都存在。在平面自旋的情况下,系统中存在涡旋、分数涡旋和畴壁。它们的相互作用导致了手性自旋液体相的出现,或者诱导了单个的一级相变,并且在Lifshitz点涡旋附近导致了重入相变,从而导致了具有共线准长程序的相.当手性和连续序参量的跃迁在温度上分开时,它们相应地是二维Ising和Kosterlitz-Schloss型。在各向同性自旋的情况下,存在所谓的$\mathbb{Z}_2$涡旋。它们不会导致在一个手性序参量的情况下出现具有长程或准长程序的相。然而,它们的相互作用导致相关长度(交叉)的温度依赖性的急剧变化。在两个手征参数的情况下,存在Ising型的长程手征序(手征自旋液体)和畴壁。然而,作为涡和壁的相互作用的结果,交叉和手征转变发生在与一级转变相同的温度下。
2018-08-15 cond-mat.str-el
Spin phase detection by spin current in a chiral helimagnet
通过自旋电流检测手性螺旋磁体中的自旋相,为纳米级自旋电子器件提供了新的内部自由度利用方法。
2025-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nucleation, instability, and discontinuous phase transitions in monoaxial helimagnets with oblique fields
在连续极限下,利用变分平均场方法,研究了单轴手征螺旋磁体的相图随温度(T)和磁场(垂直于手征轴的分量(Hx)和平行于手征轴的分量(Hz))的变化关系.三维热力学空间中的相变表面将手性空间调制相与均匀受迫铁磁相分离。相边界被分为三个部分:不稳定和成核类型的二级转变的两个表面,在De Gennes术语中,由一级转变的表面分开。两条三临界点线将一阶曲面与二阶曲面分开。成核过渡面上调制态周期的发散具有典型的手征孤子晶格的对数行为。比热在成核面上呈幂律发散,并有对数修正,而在其它两个面上则呈现有限间断。如果T和Hz的值决定了一个位于成核面上的相变点,则孤子密度曲线可用Hx的普适函数描述,否则孤子密度曲线不普适.
2018-02-04 cond-mat.str-el
Crystal field excitation in the chiral helimagnet YbNi$_3$Al$_9$
Hiroshima University(广岛大学);Tohoku University(东北大学);Nagoya Institute of Technology(名古屋工业大学)
通过非弹性中子散射确定了单轴手性螺旋磁体YbNi$_3$Al$_9$的晶场能级,解释了低温易面各向异性和高温易轴各向异性,并讨论了轨道依赖的交换相互作用。
2023-03-22 cond-mat.str-el
Coherent sliding dynamics and spin motive force driven by crossed magnetic fields in chiral helimagnet
我们证明了由手征helimagnet形成的手征孤子晶格在外加一个与时间相关的平行于螺旋轴的磁场和一个垂直于螺旋轴的静磁场的情况下,表现出相干的滑动运动.为了描述相干滑动,我们使用集体坐标方法和数值分析。我们还表明,随时间变化的滑动速度导致一个随时间变化的Berry帽,导致自旋动力。手征孤子晶格的一个显著特征是出现了强烈放大的自旋动力,它与孤子的宏观数量(磁扭结)成正比。
2012-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Theory of spin current in chiral helimagnet
本文详细描述了手征螺旋磁体中的输运自旋流。在垂直于螺旋轴的静磁场作用下,形成磁扭折晶体(手征孤子晶格)。一旦扭结晶体在伽利略助推下开始移动,每个扭结内部就会发生自旋密度累积,并且出现携带传输自旋电流的感应磁偶极的周期性阵列。扭折晶体的相干运动动态地产生自发退磁场。这种机制类似于铁磁体中畴壁运动的Döring-Becker-Kittel机制。为了描述扭折晶体的运动,我们不仅考虑了切向的$ϕ$ -涨落,而且考虑了螺旋组态周围的纵向$θ$ -涨落。基于集体坐标方法和奇异拉格朗日系统的Dirac正则形式,导出了扭折晶体运动时质量、自旋流和感生磁偶极矩的闭合公式.为了实现这里提出的理论模型,需要进行适合晶体学的材料合成,其中晶体学和磁性手性的相互作用在那里起着关键作用。
2008-08-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Single-ion anisotropy-stabilized short-period helimagnetism in frustrated chiral Co$_5$TeO$_8$
The University of Tokyo(东京大学);PSI Center for Neutron and Muon Sciences(瑞士保罗谢勒研究所中子与μ子科学中心);Institute of Physics, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)(洛桑联邦理工学院物理研究所);Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie(柏林亥姆霍兹材料能源中心);Institut Laue–Langevin(朗之万研究所)
该研究通过实验验证了单离子各向异性在 frustrated chiral Co$_5$TeO$_8$ 中稳定短周期螺旋磁性的能力,揭示了其在磁电耦合和亚10纳米螺旋磁性设计中的应用潜力。
2026-06-04 cond-mat.str-el
AC magnetic response of highly nonlinear soliton lattice in a monoaxial chiral helimagnet
本文提出了手征孤子晶格高度非线性区的非线性交流磁响应理论。当几乎孤立的$2π$ -扭结被巨大的铁磁畴分割时,垂直于手征轴的直流磁场的增加导致相位内的交叉。假设每个扭结的反应独立于其他的外部交流场,我们证明了这样的扭结的内部变形引起的非线性响应。
2020-01-24 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el nlin.PS
Phase transitions and ordering structures of a model of chiral helimagnet in three dimensions
数值研究了具有Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用的手征螺旋磁网的经典海森堡自旋模型中的相变.利用最近发展起来的粒子和连续自旋系统的事件链Monte Carlo算法,我们进行了大系统的平衡蒙特卡罗模拟约$10^6$自旋。在无磁场条件下,系统发生连续相变,其临界指数符合三维\textit{XY}模型,在低温区出现单轴周期螺旋结构.在垂直于螺旋结构轴向的磁场作用下,发现温度和磁场相图上存在一个临界点,在临界点以上,系统发生相变,比热发散大,磁化率均匀。
2016-03-14 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Understanding the H-T phase diagram of the mono-axial helimagnet
理论上预测了在垂直于手征轴的磁场作用下,单轴螺旋磁体相图中的一些意想不到的特征。考虑了一个具有长程海森堡交换和Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的较一般的哈密顿量。连续极限简化了自由能,自由能只包含几个参数,原则上这些参数是由哈密顿量的许多参数决定的,尽管在实践中它们可以被调整以适合实验。该相图包含一个手征孤子晶格相和一个强迫铁磁相分离的相变,这是在低T和第一顺序在零场有序温度附近的第二顺序的线,并分开由三临界点。一个高度非线性的手征孤子晶格,其中许多谐波贡献可观的局部磁矩的空间调制,发展只有在三临界温度以下,在这种情况下,缩放显示出类似于在T=0,这是一个普遍的手征孤子晶格的对数行为。在三临界温度以下,归一化孤子密度曲线与T无关,与磁电阻曲线的实验结果一致,而在三临界温度以上,它们表现出明显的温度依赖性。讨论了CrNb 3S 6实验结果的解释意义。
2016-09-21 cond-mat.str-el
Three-dimensional skyrmion states in thin films of cubic helimagnets
一个直接的三维最小化的标准能量泛函表明,在薄膜的立方helimagnets手性skyrmions调制沿三个空间方向。这种3D Skyrmion的结构可以被认为是沿着Skyrmion轴的锥形调制和垂直平面中的双扭转旋转的叠加。手征调制的数值解表明,3D skyrmion晶格和螺旋面在很宽的外加磁场范围内是稳定的。我们的研究结果揭示了最近在立方helimagnets纳米层中观察到的skyrmion态形成的基本物理机制。
2012-12-24 cond-mat.str-el nlin.PS
Conical Magnetic Structure and Atomic Displacements in Chiral Helimagnet Yb(Ni,Cu)$_3$Al$_9$ in Magnetic Fields along the Helical $c$ Axis
Hiroshima University(广岛大学);Nagoya Institute of Technology(名古屋工业大学)
研究了沿螺旋c轴施加磁场对Yb(Ni,Cu)$_3$Al$_9$锥形磁结构的影响,发现磁场诱导铁磁态的临界场为4T和7T,并探讨了原子位移与磁序的关联。
2026-01-30 cond-mat.str-el
The nature of ferromagnetism in the chiral helimagnet $Cr_{1/3}NbS_{2}$
手性helimagnet,$Cr_{1/3}NbS_{2}$,主机异国情调的自旋织构,其对磁输运性质的影响,使这种材料的未来自旋电子学应用的理想候选人。到目前为止,宏观磁性和运输自由度之间的相互作用被认为是由于减少载流子散射以下自旋顺序。在这里,我们提出了电子结构测量通过helmagnetic转变温度,$T_{C}$,挑战这一观点,显示费米表面组成的强烈杂化铌和铬衍生的电子状态,和光谱权重附近的费米能级的温度降低到低于$T_{C}$的急剧增加。这些发现是合理的第一性原理的基础上,密度泛函理论计算,这揭示了一个大的最近邻交换能,表明本地自旋矩和混合Nb和Cr衍生的巡回状态之间的相互作用,以超越Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida的微扰相互作用,而不是建议一个机制植根于Hund的交换相互作用。
2020-08-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A Surface-confined Spiral State With the Double Period in the Cubic Chiral Helimagnet Cu$_2$OSeO$_3$
The University of Tokyo(东京大学);Paul Scherrer Institute (PSI)(保罗谢勒研究所);École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)(洛桑联邦理工学院);Institute for Basic Science(基础科学研究所);Durham University(杜伦大学);Rutherford Appleton Laboratory(卢瑟福·阿普尔顿实验室);ALBA Synchrotron Light Source(阿尔巴同步辐射光源);Institut Laue–Langevin(朗之万研究所)
研究发现Cu₂OSeO₃表面存在一种新的受限螺旋态,其空间周期约为120纳米,是该材料迄今观测到的非共谐结构的两倍。该态在30K以下温度和特定磁场角度下出现,通过X射线弹性散射和中子散射证实其表面局域性,揭示了表面各向异性相互作用的竞争作用。
2026-04-30 cond-mat.str-el
Disentangling Electronic, Lattice and Spin Dynamics in the Chiral Helimagnet Cr1/3NbS2
我们研究了六方手性螺旋磁链$Cr_{1/3}NbS_{2}$在螺旋磁有序温度以上和以下的静态和超快磁光响应。确认了晶体学ab-平面内包含的磁性易平面的存在,而简并光学泵浦-探测实验揭示了母体,$NbS_{2}$和Cr-插层化合物之间的动态显着差异。时间分辨的磁光克尔效应测量显示了一个两步退磁过程,其中初始的亚ps弛豫和随后的积累($τ> 50$ ps)在退磁动态标度类似于增加泵注量。尽管少数自旋通道的部分间隙的理论证据,提示可能的半金属性在$Cr_{1/3}NbS_{2}$,这样一个长期的退磁动态可能是由于自旋晶格弛豫,而不是少数状态的阻塞。然而,在$Cr_{1/3}NbS_{2}$与其他3d插入过渡金属二硫属化物的两步退磁过程的比较揭示了一个行为,这是出乎意料的从传统的自旋-晶格弛豫,并可能归因于在这种材料系统中的巡回电子的局部时刻的复杂的相互作用。
2021-11-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tricritical point and phase diagram based on critical scaling in monoaxial chiral helimagnet Cr1/3NbS2
本文研究了具有手性磁孤子晶格(CSL)态的Cr $_{1/3}$ NbS $_{2}$单晶的磁性。在低场区($H<H_{S}$,$H_{S}$为饱和场),垂直于$c$轴和平行于$c$轴施加磁场时,磁化强度表现出较强的磁各向异性。计算得到Cr $_{1/3}$ NbS $_{2}$的临界指数为$β=$ 0.370(4),$γ=$ 1.380(2),$δ=$ 4.853(6),与三维海森堡模型的理论预测值接近。基于标度方程和临界指数,构造了相变附近的$H-T$相图,确定了两个临界点。一个是三临界点,位于CSL,强迫铁磁(FFM),顺磁(PM)状态之间的交叉点。另一个是位于CSL,helmagnetic(HM)和PM状态之间的边界处的临界点。
2017-09-21 cond-mat.other cond-mat.str-el
Magnetic field dependence of the nonlinear magnetic response and tricritical point in the monoaxial chiral helimagnet Cr$_{1/3}$NbS$_{2}$
本文对Cr $_{1/3}$ NbS $_{2}$体系的磁化动力学和相演化进行了全面的研究,实现了手征孤子晶格(CSL)。的交流磁响应的磁场依赖性进行了分析,为五个谐波分量,$M_{nω}(H)$ $(n =1-5)$,使用相位敏感测量的频率范围内,$f = 11 - 10,000$ Hz。在一个临界场,调制CSL不断演变从一个螺旋丰富的铁磁畴丰富的结构,其中的交叉是揭示了一个异常的非线性磁响应,符合极慢的动力学的发病。该行为表明形成了在宏观时间尺度上弛豫的大铁磁畴的空间相干阵列。的交流磁损耗的频率依赖性显示整个高度非线性CSL制度,随着温度的升高,转移到较短的时间尺度的弛豫时间的不对称分布。我们实验解决三临界点在$T_{TCP}$在铁磁居里温度以上的温度制度,分离的线性和非线性制度的CSL在相变。构建了一个全面的相图,总结了Cr $_{1/3}$ NbS $_{2}$中磁交叉和相变的场和温度依赖性特征。
2018-12-31 cond-mat.str-el
Precursor phenomena at the magnetic ordering of the cubic helimagnet FeGe
本文报道了在$T_C= 278.2(3)$ K下,在磁场和温度下,对立方螺旋磁FeGe进行了详细的磁性测量。前兆现象显示了在$T_C$附近的温度驱动的交叉和相变的复杂连续。存在于$T_C$和场$H<0.5$ kOe下方的A相区域被分成几个口袋。根据修正的手性磁体唯象理论,A相的主要部分可能表明存在$+π$ Skyrmion晶格,然而,相邻的A $_2$口袋似乎与在垂直于外加磁场的方向上传播的螺旋体有关。
2011-01-04 cond-mat.str-el
Metamagnetic transitions and magnetoelectric responses in a chiral polar helimagnet Ni$_2$InSbO$_6$
研究了磁场对手性极性有序双金属Ni $_2$ InSbO $_6$的磁、电性质的影响。单晶软x射线和中子衍射测量证实了长波长磁调制。在垂直于极轴的磁场作用下,调制方向趋于一致,表明在77 ° K以下应形成近似正螺旋型的螺旋面。高磁场的应用引起变磁转变。在垂直于极轴的磁场中,通过中间孤子晶格型态发生了螺旋到倾斜的反铁磁转变。另一方面,沿极轴施加的磁场诱导一级变磁转变。这些变磁性转变伴随着沿极轴的电极化的强度的变化。
2019-12-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Giant enhancement of the skyrmion stability in a chemically strained helimagnet
我们采用小角中子散射来证明,磁skyrmion晶格可以实现在散装手征磁体作为一个稳定的状态,在温度远低于材料的有序温度。这是在政权的温度波动变得完全无关的拓扑非平凡的磁性纹理的形成。在这次尝试中,我们集中在模型helimagnet MnSi,其中skyrmion晶格先前被很好地表征,并显示出仅存在于接近居里温度29.5~K的非常窄的相袋中。结果表明,在温度低至5~K时,在垂直于单轴应变方向的磁场中,MnSi中晶格应变引起的大的单轴畸变导致Skyrmion晶格的稳定。为了研究大的单轴向应力下的大块手性磁体,我们利用了在磁性材料Mn $_{11}$ Si $_{19}$的单晶内自然发现的MnSi的$μ$ m尺寸的单晶夹杂物。倒易空间成像使我们能够明确地确定Skyrmion态在竞争的锥形自旋螺旋上的稳定性。
2019-10-28 cond-mat.str-el
SANS and magnetometry study of the magnetic phase diagram of the B20 helimagnet FeRhSi
Saint Petersburg State University(圣彼得堡国立大学);Vereshchagin Institute for High Pressure Physics, Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院韦列夏金高压物理研究所);Mozhaisky Military Space Academy(莫扎伊斯基军事航天学院)
通过SANS和低场磁强法,首次直接中子散射证实Fe0.5Rh0.5Si中的长周期螺旋磁性,构建场温相图并识别A相区,拓展了B20螺旋磁体家族至Rh取代材料。
2026-06-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic field-induced chiral soliton lattice in the bulk magnetoelectric helimagnet Cu$_2$OSeO$_3$
本研究通过小角中子散射实验,在块体磁电螺旋磁体Cu$_2$OSeO$_3$中观察到由磁场诱导的手性孤子晶格,揭示了其非简谐性质及磁相互作用复杂性,为电场控制的自旋电子器件应用提供新见解。
2025-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quasicrystalline chiral soliton lattices in a Fibonacci helimagnet
研究斐波那契螺旋磁体中的经典自旋链,发现外磁场可诱导多种磁织构,包括高场下的亚稳孤子缺陷和临界场以下的准晶手性孤子晶格,并揭示低场下的公度-非公度转变及零场螺旋态。
2024-04-22 cond-mat.other cond-mat.str-el
Band-asymmetry-driven nonreciprocal electronic transport in a helimagnetic semimetal α-EuP$_3$
该研究通过实验证明,在手性磁结构α-EuP$_3$中,实空间手性磁序诱导能带不对称,进而产生非互易电子输运,为设计手性磁体提供了微观机制指导。
2024-04-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fluctuation-driven topological Hall effect in room-temperature itinerant helimagnet Fe3Ga4
本研究通过中子散射发现单斜Fe3Ga4中手性磁子涨落驱动室温拓扑霍尔效应,为拓扑磁性与输运性质交织材料提供新视角。
2025-02-18 cond-mat.str-el
Helimagnon Bands as Universal Spin Excitations of Chiral Magnets
MnSi是一种具有小磁各向异性的立方化合物,其稳定了螺旋自旋螺旋,该螺旋自旋螺旋分别在长波长和短波长极限下降低到铁磁和反铁磁状态。我们报告了一个全面的非弹性中子散射研究集体磁激发的螺旋态的锰硅。在我们的研究中,我们观察到丰富多样的看似异常的激发光谱,在倒易空间中超过20个不同的位置测量。使用一个模型的基础上只有三个参数,即测得的螺距的螺旋,测得的铁磁自旋波刚度和信号的振幅,作为唯一的自由变量,我们可以同时占\textit{all}的测量光谱在良好的定量协议与实验。我们的研究确定了形成强烈的,强耦合带的helimagnons作为一个普遍的特点,弱手征相互作用的系统。
2010-04-27 cond-mat.str-el
Chiral Skyrmionic matter in non-centrosymmetric magnets
二十多年前,人们就预测了具有固定旋转方向和纳米尺寸的轴对称磁弦(手征磁涡旋或Skyrmions)存在于一大群非中心对称晶体中。最近,在立方螺旋磁晶(Fe,Co)Si薄层中直接观察到了这些异常的磁态。在这份报告中,我们应用我们以前的理论研究结果,审查的主要性质的手性Skyrmions,阐明其物理性质,并分析这些最近的实验结果的磁场驱动的演化的Skyrmions和螺旋体的手性helimagnets。
2010-09-24 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Spin wave stiffness and damping in a frustrated chiral helimagnet Co$_8$Zn$_8$Mn$_4$ as measured by small-angle neutron scattering
近年来,在具有$β-$ Mn型结构的手性立方Co-Zn-Mn化合物家族中发现了许多有趣的低温现象。特别地,Co $_8$ Zn $_8$ Mn $_4$显示出冷却时螺旋螺距的减小,以及亚稳skyrmions的晶格形状转变和由于强磁晶各向异性而表现出特有的磁织构。在这里,我们报告的helmagnon激发场极化制度Co $_8$ Zn $_8$ Mn $_4$使用自旋波小角中子散射(SWSANS)技术的温度依赖性测量。通过应用一个新的解析表达式来解释数据,在70 K和250 K之间的宽温度范围内提取了自旋波刚度和阻尼的定量估计。我们推测,它们的非平凡的温度依赖性的出现,由于Mn磁矩,这是进一步反映在交换和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的连续变化所产生的磁挫折的影响。
2022-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Metastable solitonic states in the strained itinerant helimagnet FeGe
拉伸应变是一个很有前途的工具,通过可调控制的磁各向异性和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的手征helimagnets的磁孤子纹理的创建和操纵。在这里,通过使用原位共振小角X射线散射,我们证明了skyrmion和手征孤子晶格可以实现亚稳态在FeGe片层作为不同的状态,甚至同时通过结合拉伸应变和磁场在不同的方向上的变形。在分析模型的框架下讨论了小角散射数据,该模型足以描述孤子晶格的实验结果。利用实验结果和解析理论,对小角散射实验中亚稳态skyrmions在垂直磁场中的解旋现象进行了微磁学模拟分析。
2020-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnon spectrum of the helimagnetic insulator Cu2OSeO3
手性磁体中复杂的低温有序态通常由多种磁相互作用之间的竞争控制。手征晶格的多铁性Cu2OSeO3成为第一种绝缘的螺旋磁材料,在这种材料中建立了一种长程序的拓扑稳定的自旋涡旋,称为skyrmions。在这里,我们采用国家的最先进的非弹性中子散射(INS),以了解整个三维自旋激发光谱的Cu2OSeO3在很宽的能量范围。不同类型的高和低能量色散磁振子模式分开的广泛的能隙观察到的良好协议与先前提出的微观理论的基础上的模型纠缠Cu 4四面体。我们的INS数据与模型自旋动力学计算的基础上,这些理论建议的比较,使一个准确的定量验证的基本磁相互作用的Cu2OSeO3是必不可少的了解其丰富的低温磁有序相。
2015-11-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Versatile helimagnetic phases under magnetic fields in cubic perovskite SrFeO3
螺旋自旋织构是一种新型自旋相关输运现象的研究热点。我们报道了在高达42 T的磁场下,简单立方钙钛矿SrFeO 3中的丰富多样的非平凡的螺旋磁相。磁性和电阻率的测量表明,适当的螺旋自旋相提出的SrFeO3可以细分为至少五种有序相。在多临界点附近,一个非常规的异常霍尔效应被发现出现,并被解释为由于一个可能的长周期非共面自旋织构与标量自旋手征。
2011-07-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fan-type spin structure in uni-axial chiral magnets
本文研究了在垂直于螺旋轴的低场下,单轴手征磁体在相变温度附近的自旋结构。我们发现了一个扇形调制结构,其中顺时针和逆时针绕组沿调制结构的传播方向交替出现。这种结构通常在Yoshimori型(非手性)helimagnet中实现,但很少在手性helimagnet中实现。为了讨论这种结构的物理基础,我们通过孤立孤子的自由能和渐近行为重新考虑了相图(相边界和交叉线)。扇结构出现在不稳定型连续转变相界的稍下方。在该区域内,平均场方程不存在包含任何孤立孤子的解。
2017-05-22 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Anomalous quasielastic scattering contribution in the centrosymmetric multi-$\mathbf{q}$ helimagnet SrFeO$_3$
研究了中心对称多-q螺旋磁体SrFeO3的静态和动态磁性,发现高温相中高能磁振子失去相干性,低能自旋涨落由准弹性分量主导,这可能是对称螺旋磁体的普遍特性。
2024-09-16 cond-mat.str-el
Spin excitation spectra in helimagnetic states: proper-screw, cycloid, vortex crystal, and hedgehog lattice
本文利用线性自旋波理论研究了具有对称和反对称长程相互作用的有效自旋模型中手征磁体和极性磁体的自旋激发谱。在一维情况下,我们得到了旋量均匀的旋量旋量态和旋量态的动力学自旋结构因子的解析形式,在旋量波数处,旋量旋量态呈现出强强度的无隙模.当在对称相互作用中引入自旋各向异性时,我们数值计算表明,稳定的自旋螺线变成椭圆各向异性的非均匀扭曲和自旋激发是带隙的。在更高的维度,我们发现,类似的各向异性稳定多个$Q$自旋状态,如涡旋晶体和刺猬晶格。我们发现,在这些状态中的各向异性体现在动力学自旋结构因子:只有当螺旋波矢量和相应的易轴相互垂直时,才出现波数的横向分量中的强强度。我们的研究结果不仅可以用来确定自旋结构,而且还可以通过非弹性中子散射测量来推断稳定化机制。
2021-12-02 cond-mat.str-el
Temperature- and field angular-dependent helical spin period characterized by magnetic dynamics in a chiral helimagnet $MnNb_3S_6$
本文通过宽带铁磁共振技术研究了手性磁体 $MnNb_3S_6$ 的自旋动力学,提出修正的 Kittel 公式来描述低场手性磁孤子格子的共振行为,从而提取温度与磁场依赖的螺旋自旋比例和周期比,为揭示和控制拓扑磁性动力学提供了高效途径。
2022-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el