Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida interactions on a bipartite lattice
载流子介导的交换耦合作用,即Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)相互作用,是巡游铁磁性的基础,在自旋电子学中有着巨大的应用潜力。最近的一个定理的基础上的时间的方法表明,振荡的RKKY相互作用成为公度的二分晶格,并预测有效的交换耦合总是铁磁的相同的子晶格,但反铁磁的相反的子晶格。我们重新审视这一重要问题的实时和实时的方法,发现定理错过了重要的贡献,从零模式。为了说明零模的重要性,我们数值研究了石墨烯纳米带中的自旋极化率。有效交换耦合在边缘上最大,但不遵循定理的预测。
2009-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY) is an essential long range magnetic interaction between magnetic impurities or magnetic layered structures, the magnitude of which oscillates with the distance ($\mathrm{R}$) between them. We have investigated the RKKY interaction between two magnetic impurities in both time-reversal and inversion symmetry broken Weyl semimetals (WSMs) where the energy dispersion is tilted in momentum space and the momentum of the conduction electron is locked with the pseudo-spin. Two important features are revealed, firstly, at the small tilt limit, we show that the RKKY …
2022-02-09 cond-mat.mes-hall
Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida interaction in Weyl semimetals
我们从理论上证明了磁性杂质之间的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida相互作用是由嵌入三维Weyl半金属(WSM)中的Weyl费米子介导的。WSM的特征在于在动量空间中分离的一对Weyl点。使用格林函数方法和两带模型,我们表明,四项有助于磁杂质相互作用在WSM阶段:海森堡,Dzyaloshinsky-Moriya,自旋挫折和伊辛条款。除了最后一项在垂直于两外尔点连线的平面上非常小外,所有其他的相互作用项都是有限的。此外,Dzyaloshinsky-Moriya项和自旋受抑项的磁自旋位于垂直于连接两个外尔点的线的平面内,但在该平面内,伊辛项的磁自旋没有分量。对于每个贡献,得到的解析表达式,下降的空间依赖性为$R^{-5}$外尔点,并显示拍频行为,取决于两个磁性杂质之间的方向。
2016-02-04 cond-mat.mes-hall
Diversified Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida Interactions in a Nonsymmorphic Crystal
该研究以$P4/nmm$空间群为例,揭示非简单对称晶体中磁性杂质间的RKKY相互作用随实空间位置呈现多种类型,其强度由倒易空间电子结构决定,为磁相互作用设计提供新平台。
2022-10-16 cond-mat.mes-hall
Weyl-mediated Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida interaction revisited: imaginary-time formalism and finite temperature effects
本研究利用无散度虚时形式重新计算Weyl半金属中RKKY相互作用,解决零温距离函数分歧,发现有限温度下短距离DM相互作用热增强,为稳定稀土磁性Weyl半金属螺旋序提供机制。
2025-09-08 cond-mat.mes-hall
Indirect Exchange and Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY) Interactions in Magnetically-Doped Graphene
磁掺杂石墨烯系统是应用于未来自旋电子器件的潜在候选者。关键的一步是了解嵌入石墨烯中的磁性杂质之间的成对相互作用,这些相互作用是由石墨烯传导电子介导的。已经进行了大量的研究来调查石墨烯中的间接交换或RKKY相互作用。这些研究中的许多报告的衰减速率比预期的2维材料和通常的距离依赖振荡的情况下。在这篇综述中,我们总结了用于计算相互作用的技术,并提出了迄今为止获得的主要结果。更详细的磁性杂质和石墨烯主机参数化的影响被认为是从头计算得到的结果。由于相互作用的快速衰减对自旋电子学应用提出了障碍,我们特别关注通过一些方法包括掺杂、自旋进动和应变的应用来增加相互作用范围的可能性。
2013-02-01 cond-mat.mes-hall
On calculation of RKKY range function in one dimension
本文讨论了强奇异性对一维电子气中RKKY相互作用射程函数计算的影响。提出了处理这种奇异性的方法。本文描述了在一维Ruderman-Kittel微扰理论中避免奇异性的一种可能方法。
2017-06-06 cond-mat.mes-hall
Anisotropic RKKY interaction in spin polarized graphene
研究了自旋极化二维Dirac费米子中Ruderman-Kittle-Kasuya-Yosida(RKKY)相互作用.我们表明,沿z轴的自旋极化介导的各向异性相互作用,这对应于两个磁矩之间的XXZ模型的相互作用。对于未掺杂的石墨烯,虽然相互作用的$x$部分保持其恒定的铁磁符号,但其$z$部分随着磁性杂质$R$的距离而振荡。有限掺杂导致相互作用的两个部分以$R$振荡。我们探讨了一个跳动的模式振荡的RKKY相互作用沿扶手椅和锯齿形晶格方向,发生一些特定的值的化学势。两个特征拍频周期由化学势与自旋极化之差与之和的倒数决定。
2012-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
RKKY interaction of magnetic impurities in multi-Weyl semimetals
本文系统地研究了带有任意电荷$Q$的Weyl半金属中两种磁性杂质之间的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)相互作用.发现RKKY相互作用对$Q\geq2$具有本质的各向异性,其对费米能级和杂质分离的依赖性直接受电子电荷的控制.随着$Q$的增加,RKKY相互作用变得更加长程和各向异性,这使得有趣的磁序更容易形成,因此可能在自旋电子学中有重要的应用。
2017-07-02 cond-mat.mes-hall
Signature of topological phase transition in the RKKY interaction of silicene
硅烯由于其强的自旋轨道相互作用和具有强可调谐性的独特结构,为探索相变提供了一个理想的平台。在外加电场和圆偏振光作用下,预测硅茂会呈现富相。我们建议,这些复杂的相变可以通过测量体Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)相互作用来检测。我们详细分析了锯齿形方向上不同杂质组态的RKKY相互作用对相位参数的依赖关系。重要的是,我们提出了一个有趣的RKKY相互作用与相图之间的不同条款的比较。结果表明,面内项和面外项在相临界点处会出现局部极值或符号变化,且不同相区的幅值有显著差异。因此,磁测量提供明确的签名以同时识别各种类型的相变,这可以用本技术来执行。
2017-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
RKKY and magnetic field interactions in coupled Kondo quantum dots
我们从理论上研究了两个独立的人工近藤杂质的输运性质。它们通过可调的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yoshida(RKKY)相互作用耦合在一起。对于足够强的反铁磁RKKY相互作用,杂质态密度随面内磁场的增加而增加。这种效应可以用来区分反铁磁和铁磁RKKY相互作用。这些结果可能与解释Craig等人(cond-mat/0404213)最近实验的某些特征有关。
2004-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Mass modification of itinerant carriers in RKKY oscillations induced by finite range exchange interactions
我们调查的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida振荡的巡回载流子自旋密度在一个系统中,这些振荡出现只由于一个有限的分布的本地化的自旋。该系统代表了一个半无限的一维量子线与磁性杂质位于其边缘。与传统的点状交换相互作用模型不同,该系统中存在巡游载流子自旋密度振荡。我们{\it解析地}证明了当交换作用半径小于费米面上巡游载流子的波长时,振荡的长程行为与在相同交换作用半径的零极限下发生的振荡相同,但对于无限长的一维量子线,与原来的半无限系统相比,巡回载体的质量是由交换相互作用半径强烈修正的{\it}。在此基础上,我们对最近实验中所显示的表面Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida相互作用的方向性提出了一个建议:我们认为Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida相互作用的各向异性不仅是由巡游载流子{\it Fermi表面}的各向异性引起的,而且也是由磁性杂质{\it spin carrying atomic orbitals}的各向异性引起的。
2010-06-22 cond-mat.mes-hall
Probing the edge states in a zigzag phosphorene nanoribbon via RKKY exchange interaction
磷烯是磷原子的各向异性褶皱二维($2$ D)六方晶格。锯齿形磷烯纳米颗粒(ZPNR)中的边缘模是准平坦的,与体相态完全隔离,这与其他六方晶格如石墨烯、硅烯等相比是独特的。我们从理论上研究了置于纳米颗粒上的两个磁性杂质之间的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)交换相互作用,并通过其行为提取平坦边缘态的特征。由于边缘态与体相完全分离,我们可以通过调整外部栅极电势,将通过RKKY相互作用的边缘模式贡献与体的边缘模式贡献隔离,相同的边缘。体诱导RKKY相互作用表现出非常平滑的振荡与两个杂质之间的距离,而边缘模式,它波动非常迅速。我们还探讨了拉伸应变的影响,在没有和存在的栅极电压,并揭示了RKKY相互作用强度可以在适当的掺杂下,当两个杂质是在体。
2018-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge-State-Mediated RKKY Coupling in Graphene Nanoflakes
本文利用紧束缚模型与精确对角化研究六边形和三角形石墨烯纳米片中 RKKY 相互作用,揭示其对杂质距离、尺寸、边缘几何及结构缺陷的依赖。
2023-12-11 cond-mat.mes-hall
The Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY) interaction has been extensively explored in isotropic Dirac systems with linear dispersion, which typically follows an exponent decaying rate with the impurity distance $R$, i.e., $J\propto 1/R^d$ ($1/R^{2d-1}$) in $d$-dimensional systems at finite (zero) Fermi energy. This fast decay makes it rather difficult to be detected and limits its application in spintronics. Here, we theoretically investigate the influence of anisotropic dispersion on the RKKY interaction, and find that the introduction of non-relativistic dispersion in semi-Dirac semimetals (…
2022-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Kitaev spin liquids (KSLs) contain both itinerant Majorana fermions and localized $Z_2$ flux excitations. The mobile fermions transport energy, while the fluxes hinder heat flow. By controlling the flux configuration, one can separate a KSL into different domains via $Z_2$ flux walls. We show that at low temperatures, the wall significantly suppresses the Majorana-mediated Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY) interaction and blocks the heat transfer between domains.
2021-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The interaction energy for the indirect-exchange or Ruderman-Kittel-Kasuva-Yosida (RKKY) interaction between magnetic spins localized on lattice sites of the $α$-${\cal T}_3$ model is calculated using linear response theory. In this model, the $\texttt{AB}$-honeycomb lattice structure is supplemented with $\texttt{C}$ atoms at the centers of the hexagonal lattice. This introduces a parameter $α$ for the ratio of the hopping integral from hub-to-rim and that around the rim of the hexagonal lattice. A valley and $α$-dependent retarded Greens function matrix is used to form the susceptibility. An…
2020-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coupling of skyrmions mediated by RKKY interaction
本文讨论了由非磁性金属连接的双层系统中Skyrmions之间的相互作用。从自由载流子模型出发,我们证明了Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)相互作用可以引起skyrmion之间的吸引或排斥相互作用,这取决于间隔层的厚度。我们还表明,由于在RKKY能量增加时,skyrmion彼此远离,它们的宽度减小。最后,我们得到了解析解的skyrmion的位置时,skyrmion的面内距离是小的,它表明,一个有吸引力的RKKY相互作用产生的skyrmion precessory运动。这种RKKY诱导的耦合可以用作Skyrmion拖曳机制,以取代多层膜中的Skyrmion。
2018-09-13 cond-mat.mes-hall
Indirect exchange interaction between magnetic adatoms in a monolayer MoS2
研究了单层MoS $_2$中Ruderman-Kittle-Kasuya-Yosida(RKKY)相互作用.研究表明,由于自旋-轨道耦合作用,巡游电子自旋的旋转导致两个磁性吸附原子之间的扭转相互作用,该相互作用由不同的RKKY耦合项、Heisenberg、Dzyaloshinsky-Moriya和Ising相互作用组成.我们发现相互作用项对费米能值非常敏感,并且从掺杂到未掺杂系统发生显着变化。有限的掺杂导致的所有部分的相互作用振荡的距离的两个磁性杂质,$R$和相互作用的行为类似于$R^{-2}$的两个本地化的自旋之间的长距离。我们探索的RKKY相互作用发生的掺杂系统的振荡拍模式。
2013-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Navigating entanglement via Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida exchange: Snake, bouncing, boundary-residing, pulse, and damping-stabilized time-frozen trajectories
本文提出基于RKKY交换的固态平台,通过控制量子比特振动实现可编程的纠缠轨迹,包括蛇形、反弹、边界驻留等模式,并引入阻尼机制稳定轨迹,用于量子计算等应用。
2025-12-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
RKKY interaction in three-dimensional electron gases with linear spin-orbit coupling
从理论上研究了两类三维非中心对称系统中线性自旋轨道耦合(SOC)对磁性杂质间Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida相互作用的影响.已经发现,线性SOC导致Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和伊辛相互作用,除了传统的海森堡相互作用。这些相互作用具有不同于三维电子气和狄拉克/外尔半金属的射程函数。在弱SOC限制,海森堡相互作用占主导地位的其他两个相互作用在一个中等大的区域的参数。足够强的Rashba SOC使得Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用或Ising相互作用在某些区域超过Heisenberg相互作用。费米面拓扑结构的变化导致了射程函数振荡周期的一些定量变化。碲化铋族化合物BiTe $X$($X$ = Br,Cl,I)中Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida相互作用的各向异性来源于Rashba SOC的特殊形式和各向异性的有效质量。我们的工作提供了一些见解理解观察到的自旋织构和这些材料在自旋电子学中的应用。
2017-09-10 cond-mat.mes-hall
Tunable RKKY interaction in a double quantum dot nanoelectromechanical device
提出了一种在双量子点纳机电器件中实现机械可调Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida相互作用的方法。悬浮在金属板上的两个量子点的自旋之间的耦合是由传导电子介导的。我们表明,自旋机械相互作用可以驱动的金属板中的电荷密度的缓慢调制。我们建议使用Stuckelberg振荡作为一种灵敏的工具,用于检测耦合量子点的自旋和电荷态。讨论了自旋-自旋动力学相互作用引起的机械反作用理论。
2018-01-15 cond-mat.mes-hall
Indirect RKKY interaction in armchair graphene nanoribbons
从理论上研究了扶手椅型石墨烯纳米带中磁性在位杂质之间的间接Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)耦合形式。计算是基于一个紧束缚模型与周期性边界条件的有限nanorigin系统。一个显着的Friedel振荡的依赖性的耦合幅度上的杂质的位置内的纳米尺度的量子尺寸效应所造成的被发现和调查。特别是,耦合的距离依赖性进行了分析。对于半导体纳米带,这种依赖性是指数状的,类似于Bloembergen-Rowland相互作用。特别是,对于金属纳米带,有趣的行为被发现为有限长度的系统,其中零能态作出重要贡献的相互作用。在这种情况下,耦合随距离的衰减可以明显更慢。
2012-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
RKKY interaction of magnetic impurities in Dirac and Weyl semimetals
本文从理论上研究了Dirac和Weyl半金属中磁性杂质之间的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)相互作用。我们发现,节点间的过程,以及独特的三维自旋动量锁定,有显着的影响,在RKKY相互作用,导致海森堡和伊辛项,和一个额外的Dzyaloshinsky-Moriya项,如果反演对称性是缺席。这些相互作用可以导致丰富的自旋纹理和可能的铁磁性狄拉克和时间反演的自旋不变外尔SM。讨论了各向异性Dirac和Weyl节点对RKKY相互作用的影响。我们的结果提供了一个替代方案,工程拓扑SM和新的光的Dirac和Weyl SM的自旋电子学中的应用。
2015-12-07 cond-mat.mes-hall
The RKKY Coupling between Impurity Spins in Graphene Nanoflakes
我们计算了间接载流子介导的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)磁性杂质之间的相互作用,两个选定的石墨烯纳米片包含四个六方环的结构,不同的几何形状。我们描述的电子结构的电荷中性或掺杂纳米片使用紧束缚近似与哈伯德项,这是治疗内的分子场近似。我们发现RKKY耦合能量的显著差异,依赖于纳米结构中的磁矩对的位置和边缘形式。对于一个奇数的总电子数的结构中,我们预测在某些情况下,存在的铁磁耦合与领先的一阶微扰贡献,而对于偶数的载流子通常的,二阶机制占主导地位。因此,发现用单个载流子掺杂纳米片能够将耦合从反铁磁性改变为对于某些几何形状的铁磁性。
2011-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Skyrmion Crystal from RKKY Interaction Mediated by 2D Electron Gas
我们考虑一个C $_6$不变的磁矩晶格通过近藤交换$J$与二维电子气(2DEG)耦合。磁矩之间的有效Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida相互作用在磁场和易轴各向异性的存在下稳定了磁性skyrmion晶体。这种机制的一个吸引人的方面是磁有序波矢量${\mathbf Q}_ν$($ν=1,2,3$)的大小由费米波数$k_F$:$|{\mathbf Q}_ν |=2k_F$决定。因此,当$J$与费米能$ε_F$相当时,对2DEG的霍尔电导率的拓扑贡献变为量子化值$e^2/h$的量级。
2020-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
We demonstrate that the Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY) interaction in graphene can be strongly modified by a time-periodic driving field even in the weak drive regime. This effect is due to the opening of a dynamical band gap at the Dirac points when graphene is exposed to circularly polarized light. Using Keldysh-Floquet Green's functions, we develop a theoretical framework to calculate the time-averaged RKKY coupling under weak periodic drives and show that its magnitude in undoped graphene can be decreased controllably by increasing the driving strength, while mostly maintaining its f…
2020-08-11 cond-mat.mes-hall
Kondo Impurities Coupled to Helical Luttinger Liquid: RKKY-Kondo Physics Revisited
研究表明,当电子相互作用强于某一临界值时,两个局域磁矩与传播电子耦合的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)描述在螺旋Luttinger液体中失效.在这个新的制度中,近藤效应消除了RKKY相互作用在所有宏观杂质间的距离。这种现象是螺旋性的直接结果(例如,在时间反演不变的拓扑绝缘体的边缘实现),并且不会发生在通常的(非螺旋)Luttinger液体中。
2018-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Strongly anisotropic RKKY interaction in monolayer black phosphorus
本文从理论上研究了二维黑磷分子中Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)相互作用。在低空穴掺杂水平下,由于近价带平坦,RKKY相互作用显著增强。值得注意的是,对于空穴掺杂的磷烯,最高的RKKY相互作用发生在两个杂质位于沿锯齿形方向,并随着改变方向从锯齿形到扶手椅方向趋于最小值。结果表明,这种相互作用是高度各向异性的,并且两个磁性吸附原子的基态可以通过改变杂质的转动组态来调节。由于各向异性带色散,相对于旋转角度的振荡行为由$\sin(2k_{\rm F}R)$很好地描述,其中费米波长$k_{\rm F}$在不同方向上变化。我们还发现RKKY振荡的尾部在大距离处以$1/R^2$的形式脱落。
2017-12-24 cond-mat.mes-hall
We theoretically investigate the features of Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY) exchange interaction between two magnetic impurities, mediated by the interfacial bound states inside a domain wall (DW). The latter separates the two regions with oppositely signed inversion symmetry broken terms in graphene and Weyl semimetal. The DW is modelled by a smooth quantum well which hosts a number of discrete bound states including a pair of gapless, metallic zero-energy modes with opposite chiralities. We find clear signatures of these interfacial chiral bound states in spin response (RKKY exchange i…
2021-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
RKKY interaction in Mn-doped 4 $\times$ 4 Luttinger systems
我们考虑由4 $ \times$ 4 Luttinger哈密顿量描述的Mn掺杂块状锌半导体。在这些半导体中,Mn原子作为受主为系统提供移动空穴,并且还作为自旋$S=5/2$的磁性杂质。我们得到了空穴介导的两个Mn ${}^{2+}$离子之间的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yoshida(RKKY)交换相互作用的精确解析表达式。Luttinger系统的RKKY相互作用由共线的类海森堡相互作用和类伊辛相互作用组成。由于$j=3/2$态存在多个费米波矢,RKKY相互作用的射程函数中出现了特征拍频模式。作为射程函数解析形式的应用,从关联函数的有限温度计算出发,计算了RKKY相互作用对特定稀磁半导体ZnMnTe居里-外斯温度的贡献,其中$4\times4$ Luttinger哈密顿量是有效的.
2019-06-21 cond-mat.mes-hall
Spin Helix of Magnetic Impurities in Two-dimensional Helical Metal
分析了三维拓扑绝缘体表面螺旋金属中磁性杂质间的Ruderman-Kettel-Kasuya-Yosida(RKKY)相互作用。除了常规的RKKY项,传导电子的自旋动量锁定也导致杂质自旋之间的显着的Dzyaloshinskiii-Moriya(DM)相互作用。对于磁性杂质链,DM项可以在表面上产生单手自旋螺旋。自旋螺旋线的旋向与表面出射狄拉克费米子的费米速度符号锁定。我们还表明,杂质自旋的极化可以通过控制稀磁杂质浓度的电压。
2010-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
RKKY interaction in carbon nanotubes and graphene nanoribbons
研究了自旋轨道相互作用和磁场作用下碳纳米管和石墨烯纳米带中的Rudermann-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)相互作用.为此,我们评估的静态自旋磁化率张量在真实空间中的各种制度在零温度。在金属碳纳米管的RKKY相互作用强烈地依赖于子晶格,并在狄拉克点,是纯粹的铁磁(反铁磁)的本地化自旋相同(不同)的子晶格,而在半导体碳纳米管的自旋磁化率仅弱依赖于子晶格,是占主导地位的铁磁。自旋轨道相互作用破坏了系统的SU(2)自旋对称性,除了通常的各向同性海森堡相互作用外,还产生了Ising和Moryia-Dzyaloshinsky形式的各向异性RKKY相互作用.所有这些RKKY项都可以通过将费米能级调整到接近自旋轨道相互作用引起的能隙的位置而具有相当的量级。我们进一步计算自旋磁化率也在有限的频率,从而获得自旋噪声在真实空间中通过波动耗散定理。
2012-11-13 cond-mat.mes-hall
Tunable Exchange Interaction in Quantum Dot Devices
从理论上讨论了半导体量子点之间的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)相互作用。当具有局部自旋的每个QD耦合到半导体中的传导电子时,间接交换相互作用,即,RKKY相互作用是在两个局部自旋之间引起的。量子点之间的RKKY相互作用是由半导体中的费米海介导的,通过改变费米能可以调制交换相互作用的大小甚至符号,从而导致量子点器件中的可调磁跃迁。我们估计的RKKY量子点相互作用的大小作为电子密度和点间距离的函数。
2004-04-26 cond-mat.mes-hall
Fingerprints of tilted Dirac cones on the RKKY exchange interaction in 8-Pmmn Borophene
从理论上研究了二维多晶型硼原子中各向异性Dirac锥对Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)交换作用的间接影响.与各向同性非倾斜狄拉克材料-石墨烯的情况不同,在这里,我们观察到狄拉克锥的倾斜在振荡频率的抑制方面对RKKY交换相互作用表现出显着的影响。其原因可以归结为费米能级和态密度随倾斜参数的变化。因此,直接测量RKKY相互作用的周期可能是与倾斜狄拉克锥相关的倾斜参数的一个可能的探针。我们还得到了RKKY交换相互作用的方向依赖的解析表达式,Meijer G函数。然而,由于狄拉克锥的倾斜对RKKY相互作用的影响取决于两个磁性杂质相对于倾斜方向的空间排列。
2019-04-22 cond-mat.mes-hall
RKKY Interaction On Surfaces of Topological Insulators With Superconducting Proximity Effect
研究了具有邻近感生超导性的三维拓扑绝缘体表面磁性杂质间的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)相互作用.置于拓扑绝缘体顶部的超导体在表面电子态中引入能隙,并产生长程面内反铁磁RKKY相互作用。这种相互作用由于强的自旋-轨道耦合而受到抑制,对于$r<ξ$,这种相互作用衰减为$1/r$,其中$r$是两个磁性杂质之间的距离,$ξ$是超导相干长度,并且对于$r>ξ$,这种相互作用在铁磁和Dzyaloshinskiii-Moriya型相互作用中占主导地位。我们找到了Yu-Shiba-Rusinov带隙内态与磁性杂质结合的条件。
2014-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Twisted exchange interaction between localized spins embedded in a one- or two-dimensional electron gas with Rashba spin-orbit coupling
本文从理论上研究了Rashba自旋轨道耦合下一维和二维的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)相互作用。我们发现,由于SO耦合的传导电子的自旋的旋转导致的扭曲RKKY本地化的自旋之间的相互作用,其中包括三个不同的条款:海森堡,Dzyaloshinsky-Moriya,和伊辛相互作用。我们还表明,有效的自旋哈密顿量减少到通常的RKKY相互作用哈密顿量在扭曲的自旋空间中的自旋量子化轴的一个本地化的自旋旋转。
2003-11-04 cond-mat.mes-hall
Oscillation and suppression of Kondo temperature by RKKY coupling in two-site Kondo systems
我们应用我们最近开发的,自洽的重整化群(RG)方法的STM光谱的两个杂质近藤系统由两个钴原子连接的一维铜链的铜表面。该RG方法被发展用于描述Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)相互作用下多杂质Kondo系统的局域自旋屏蔽。使用一维链的RKKY相互作用,我们解释了实验观察到的近藤温度,$T_K(y)$,作为链的长度和相应的RKKY相互作用参数$y$的函数的抑制和振荡,无论是铁磁或反铁磁的RKKY耦合。
2016-12-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Selective generation and amplification of RKKY interactions by P-N interface
我们提出了一种物理机制,以产生和选择性地放大两个本地自旋之间的各向异性Rudermann-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)相互作用。这个想法是结合的偏转的载流子速度的PN接口和锁定的速度,通过自旋轨道耦合的载流子自旋方向。我们提供了分析和数值结果来证明这种机制的表面上的拓扑绝缘体pn结。这项工作确定的P-N接口作为第二个旋钮,连同载流子密度,使独立控制的强度和各向异性的RKKY相互作用在很宽的范围内。这些发现可能与可扩展量子计算和双杂质量子临界性有关。
2018-12-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
RKKY interaction at helical edges of topological superconductors
本文研究拓扑超导体边缘附近磁性杂质的自旋行为,发现单杂质自旋沿边缘排列,双杂质间RKKY相互作用由Majorana边缘态介导并导致铁磁排列,可用于探测螺旋Majorana边缘态。
2023-04-15 cond-mat.mes-hall
RKKY signatures as a probe for intrinsic magnetism and AI/QAH phase discrimination in MnBi$_2$Te$_4$ films
South China Normal University(华南师范大学)
研究MnBi$_2$Te$_4$薄膜中RKKY相互作用在暗和光照下的特性,揭示其对区分AI和QAH相的作用,通过费米能依赖性和空间振荡等特征实现相鉴别。
2026-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
RKKY interaction between extended magnetic defect lines in graphene
在自旋电子学领域的基本兴趣是嵌入在金属基质中的磁性杂质之间的间接交换耦合机制。一系列的物理特征,如磁输运和整体磁矩的形成,是基于这种磁耦合,通常被称为鲁德曼-基特尔-春日-吉田(RKKY)相互作用。最近对石墨烯中RKKY的理论研究受到磁掺杂石墨烯系统可能的自旋电子学应用的启发。在这项工作中,分析和数值技术相结合,用于检查这样的相互作用的缺陷维数的影响。我们表明,在一个数学上透明的方式,从单一的磁性杂质,延长线的杂质有效地降低了系统的维数,并增加了相互作用的范围。这对磁掺杂的自旋电子学应用具有重要的影响,我们用一个简单的磁阻器件来说明这一点。
2014-06-03 cond-mat.mes-hall
RKKY interaction in one-dimensional flat-band lattices
本文研究一维平带晶格中两磁性杂质的 RKKY 相互作用,通过短柱与钻石晶格的精确数值计算及解析比较,揭示平带导致的特殊行为及适用理论。
2023-11-04 cond-mat.mes-hall
RKKY interaction and intervalley processes in p-doped transition metal dichalcogenides
研究了p型掺杂过渡金属二硫族化合物MoS $_2$和WS $_2$中的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)相互作用。我们认为磁性杂质与价带的Mo d轨道特征杂交。使用松原格林函数的形式主义,我们得到的两个杂质相互作用与他们的分离和化学势的系统,占重要的角度依赖性,反映了潜在的三角晶格对称性。在$Γ$点处包含价带谷导致相互作用的强烈增强。在不同对称点的谷之间转移动量的电子散射过程引起复杂的空间振荡图案。可变掺杂将允许探索这些材料表面上磁性杂质相互作用中相当有趣的行为,包括相互作用对称性的控制,这可以在STM实验中直接探测。
2014-09-26 cond-mat.mes-hall
Inter-electron interactions and the RKKY potential between H adatoms in graphene
本文采用第一性原理量子蒙特卡罗模拟研究了石墨烯片上氢原子间的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)相互作用。我们发现,成对的RKKY相互作用在几个晶格间距的距离强烈的电子间相互作用的影响,特别是,广泛分离的吸附原子和二聚体配置之间的势垒变得更宽,从而更难穿透。我们还指出,反铁磁和电荷密度波序对RKKY相互作用有非常不同的影响。最后,我们分析了几个规则的吸附原子超晶格相对于一个单一的吸附原子的小位移的稳定性,区分的情况下,吸附原子填充两个或只有一个子晶格的石墨烯晶格。
2017-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-lat
Influence of flat bands on RKKY interaction: perspective of Fano defects
提出将含磁杂质的平带系统映射为以平带态为Fano缺陷的广义Fano-Anderson模型,解释了二聚化金刚石链中RKKY耦合的反常衰减与符号失效。
2024-10-01 cond-mat.mes-hall
We investigate the effect of vacancy defects on the electronic and magnetic properties of zigzag graphene nanoribbons (zGNRs) by making use of the Green's function formalism in combination with the tight-binding Hamiltonian. The evolution of the indirect exchange coupling, known as Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY) interaction, including single, double, and multiple 5-8-5 divacancy defects is explained. Our numerical calculations show that the changes in the electronic structure and the exchange coupling of zGNRs depend significantly on the location of the divacancy defects with respect to …
2020-06-02 cond-mat.mes-hall
Zero-mode anomaly in the RKKY interaction on bipartite lattices
载流子介导的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)相互作用在巡游磁性中起着重要的作用。在具有粒子-空穴对称性的二分晶格中,它的发展趋势一直受到人们的关注。特别是,最近制造的石墨烯很好地描述了紧束缚近似下的蜂窝晶格。我们用超对称量子力学研究了二分格点上的RKKY相互作用。超对称结构自然地区分了零模和有限能量下的成对态。在以前的文献中,零模的重要作用在很大程度上被忽略了,因为它们的测量在热力学极限下通常为零。利用实时和非实时两种形式,我们得到了相同的结论:不同子晶格上杂质自旋的RKKY相互作用总是反铁磁的。然而,对于同一子晶格上的杂质自旋,载流子介导的RKKY相互作用并不总是铁磁的。只有在没有零模的情况下,二分格上的符号规则才成立。我们的发现突出了零模式在二分格中的重要性。它们的意义需要进一步研究,并可能导致载体介导的磁性的重要进展。
2014-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
RKKY-like interactions between two magnetic skyrmions
School of Science and Engineering, Chinese University of Hong Kong (Shenzhen)(香港中文大学(深圳)理工学院);Institute for Advanced Study in Physics, Zhejiang University(浙江大学物理高等研究院)
本研究揭示了Skyrmion之间的RKKY类相互作用,具有各向异性与周期性振荡特性,为Skyrmion超结构设计提供了新原理。
2026-01-25 cond-mat.mes-hall
Topological phase and edge states dependence of the RKKY interaction in zigzag silicene nanoribbon
我们提出了多功能材料的基础上的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)的相互作用在锯齿形硅烯纳米管(ZSNR)的半填充在面外电场的存在下。我们发现,拓扑相变中的带色散的ZSNR可以探测使用RKKY相互作用。我们发现,由于ZSNR的零能边缘态,当杂质位于Z字形边缘时,交换耦合显著增强,并且发现在拓扑绝缘体相中的相互作用强度远大于在能带绝缘体区时的相互作用强度.我们提出了一个模型来研究位于ZSNR的边缘上的两个磁性杂质的系统的相位,并发现对于不同的电场值,可能存在三种不同的磁性相位,螺旋,铁磁和反铁磁。硅烯中磁相的这种电可调谐性可以通过使用当前的实验技术来探索,并且可以在自旋电子学领域中感兴趣。
2016-08-03 cond-mat.mes-hall
RKKY interaction in a disordered two-dimensional electron gas with Rashba and Dresselhaus spin-orbit couplings
从理论上研究了具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的无序二维电子气中局域磁矩之间Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)相互作用的统计性质.平均超过无序,静态自旋磁化率张量的介观(相位相干)制度的图解评估。无序平均的磁化率导致扭曲的交换相互作用抑制指数与距离,而二阶相关性,它确定的波动(方差)的RKKY能量,衰减与相同的幂律在干净的情况下。我们得到的解析表达式的限制大/小自旋轨道相互作用和相等的Rashba和Dresselhaus耦合。除了这些限制的情况下,我们数值研究的RKKY相互作用的纯Rashba自旋轨道耦合的存在下的方差。我们的研究结果是相关的磁性杂质或核的时刻嵌入在III-V二维异质结构或接触的金属和金属合金的表面状态,可以显示一个相当大的Rashba自旋轨道耦合。
2010-10-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Indirect Exchange Interaction between two Quantum Dots in an Aharonov-Bohm Ring
研究了Aharonov-Bohm(AB)环中两个量子点上的两个自旋之间的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)相互作用.在这样的系统中,RKKY相互作用,作为两个局部自旋之间的距离的函数振荡,受到通量的影响。对于铁磁RKKY相互作用的情况下,我们发现,AB振荡的振幅增强的Kondo关联和一个额外的最大值出现在半通量,其中的相互作用被切断。对于反铁磁RKKY相互作用,我们发现AB振荡的相位移了π,这是由于在磁通量接近整数值时,两个自旋之间形成了单重态。
2003-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
RKKY Interaction in Disordered Graphene
通过数值研究半填充蜂窝晶格上具有在位和跳跃无序的Anderson模型,研究了无序对石墨烯中Ruderman-Kittel-Kasuya-Yoshida(RKKY)相互作用的影响.我们评估作为两个磁性离子之间的距离R的函数的相互作用的强度,以及它们的晶格位置和取向。在干净的极限下,我们发现相互作用的强度衰减为1/R^3,其符号和振荡幅度显示出很强的各向异性。随着在位无序度的增加,在超过弹性平均自由程的距离处,平均振幅呈指数下降,而在较小的距离处,振幅则急剧增加,并且在同一子晶格上除扶手椅方向外,振幅的符号都发生了变化.对于随机跳跃无序,没有观察到符号变化。在小距离处,RKKY相互作用的几何平均值没有显著变化,而在超过本地化长度的距离处观察到指数抑制。
2011-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Analytical Expression for the RKKY Interaction in Doped Graphene
我们得到了线性狄拉克能带下电子或空穴掺杂石墨烯中Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)相互作用$J$的解析表达式.在线性能带结构成立的区域,计算结果与全紧束缚能带结构的数值计算结果吻合得很好。的分析结果,表示在Meijer G函数,由两个振荡项的产品,一个来自两个狄拉克锥和第二个来自有限大小的费米面之间的干扰。对于大的距离,Meijer G函数表现为正弦项,导致位于同一子晶格上的矩的结果为$J \sim R^{-2} k_F \sin (2 k_F R) {1 + \cos[(K-K').R]}$。$R^{-2}$的依赖性,这是相同的标准的二维电子气,是普遍的,无论亚晶格的位置和距离方向的两个时刻,除了当$k_F =0$(未掺杂的情况下),在那里它恢复到$R^{-3}$的依赖性。这些结果纠正了文献中发现的一些不一致之处。
2011-06-10 cond-mat.mes-hall