Non-reciprocal spin excitations across the skyrmion-paramagnetic phase transition in MnSi
Institut Laue-Langevin (ILL)(朗之万研究所);Jülich Centre for Neutron Science (JCNS)(朱利希中子科学中心);Institut für Theoretische Physik, Universität zu Köln(科隆大学理论物理研究所);Physik-Department, Technische Universität München (TUM)(慕尼黑工业大学物理系);Karlsruhe Institute of Technology (KIT)(卡尔斯鲁厄理工学院);Forschungsneutronenquelle Heinz-Maier-Leibnitz (MLZ)(海因茨·迈尔-莱布尼茨研究用中子源);Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)(慕尼黑量子科学与技术中心);Zentrum für QuantumEngineering (ZQE)(量子工程中心)
Tobias Weber, Karin Schmalzl, Johannes Waizner, Andreas Bauer, Markus Garst, Christian Pfleiderer
备注:
9 pages, 5 figures
发表信息:
Journal of Applied Crystallography, Volume 59, Part 2, pp. 326-333 (April 2026)
The magnetic excitations of the skyrmion lattice in MnSi comprise a multitude of individual modes, which are non-reciprocal and thereby propagate unidirectionally. We report inelastic neutron scattering experiments for temperatures near and above the skyrmion-paramagnetic phase transition in the chiral magnet MnSi tracking the evolution from the skyrmion lattice towards the high-temperature paramagnetic state. Within the resolution of the triple-axis measurements the excitations vary smoothly across the skyrmion-paramagnetic boundary, and, the quasi-elastic paramagnetic signal under applied field retains the non-reciprocal character seen in the skyrmion phase even far above the critical temperature. Using a resolution-convolution our results are consistent with linear spin-wave theory.
Anisotropy of spin waves in the field-polarized phase of Fe-doped MnSi
Kirensky Institute of Physics, Federal Research Center, KSC, Siberian Branch Russian Academy of Sciences(基连斯基物理研究所);Siberian Federal University(西伯利亚联邦大学);Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室);Technische Universität Braunschweig(布伦瑞克工业大学);University of Augsburg(奥格斯堡大学);Technische Universität Dresden(德累斯顿工业大学);Digital Materials LLC(数字材料有限责任公司)
Unusual magnetoelectric effect in paramagnetic rare-earth langasite
违反时间反演和空间反演对称性对基本粒子和宇宙学有着深远的影响。这些对称性在相变时的自发破缺会在凝聚态系统中产生非常规的物理现象,例如由磁螺旋、电磁振子、光和自旋波的非互易传播以及线性磁电(ME)效应(与所施加的磁场成比例的电极化的强度以及由电场诱导的磁化强度)引起的铁电性。在这里,我们报告的实验研究的钬掺杂的硅酸镓镧,Ho $_{x}$ La $_{3-x}$ Ga $_5$ SiO $_{14}$,显示了一个令人费解的组合的线性和高度非线性ME响应在无序顺磁状态:其电极化的强度增长线性的磁场,但振荡多次旋转后的磁场矢量。我们提出了一个简单的唯象哈密顿量来描述这种不寻常的行为,并从微观上利用稀土离子的磁多极与电场的耦合来推导它。
Spiral-spin-liquid behaviors and persistent reciprocal kagomé structure in frustrated van der Waals magnets and beyond
我们研究蜂窝晶格上具有不同自旋自由度的经典$J_1$ - $J_2$模型。对于XY和海森堡自旋,该系统开发了一种螺旋自旋液体(SSL),这是一种热合作顺磁制度,自旋在动量空间中围绕螺旋轮廓波动,并且在低温下支持矢量自旋手性秩序,尽管没有长程磁秩序。与此形成强烈对比的是,对于伊辛矩,低温自旋关联在动量空间中形成了类似于SSL行为的倒数“kagomé”结构,并且在一系列交换耦合中持续存在。互惠“kagomé”的意外出现和持续归因于伊辛矩的刚性和挫折。在较高的温度下,当热涨落很强,自旋关联没有完全熔化时,倒易结构从“kagomé”向软自旋极限所要求的结构演化。这与连续自旋的SSL区域中的螺旋轮廓的行为形成强烈对比。我们提出了各种实验相关的系统,包括范德华磁体,如过渡金属磷三硫属化物TMPX $_3$,Cr $_2$ Ge $_2$ Te $_6$,稀土硫族卤化物(如HooF,ErOF和DyOF)和其他同构系统,以实现类SSL行为和/或倒易kagomé结构。
Signatures of a gearwheel quantum spin liquid in a spin-$\frac{1}{2}$ pyrochlore molybdate Heisenberg antiferromagnet
我们从理论上研究了最近合成的Lu $_2$ Mo $_2$ O $_5$ N $_2$材料的低温相,这是一种非常罕见的$S=1/2$三维烧绿石海森堡反铁磁体的实现,其中Mo $^{5+}$是$S=1/2$磁性物种。尽管居里-外斯温度($Θ_{\rm CW}$)为$-121(1)$ K,但实验没有发现磁有序$or$自旋冻结到$T^*\approx0.5$ K的特征。利用密度泛函理论,我们发现,该化合物是很好地描述了海森堡模型与交换参数的第三个最近的邻居。通过赝费米子泛函重整化群方法的分析,这个模型揭示了顺磁行为的温度至少$T=|Θ_{\rm CW}|/100$,在暗示可能的三维量子自旋液体的实验结果一致。在倒易空间中的自旋磁化率分布显示动量依赖的功能,形成一个"齿轮"的模式,表征什么可以被视为一个熔融版本的手性noncoplanar无公度螺旋秩序下的量子涨落的作用。我们计算的倒易空间磁化率图提供了基准,为未来的中子散射实验上的单晶Lu $_2$ Mo $_2$ O $_5$ N $_2$。