Magnon bands in twisted bilayer honeycomb quantum magnets
利用线性自旋波理论研究了双层扭曲蜂窝量子磁体的磁振子带。虽然层间耦合可以是铁磁或反铁磁的,但我们保持层内的铁磁,以避免可能的挫折。对于层间铁磁情况,我们发现磁振子带与相应的电子能谱具有相似的特征。虽然在扭转双层磁体的磁振子带中,狄拉克点附近的线性色散保持不变,但其斜率随着扭转角的减小而逐渐减小。另一方面,层间反铁磁耦合产生了完全不同的磁振子谱。两个单层磁振子谱通常是不解耦的,因为在两个层中的自旋方向相反。我们还发展了一个低能连续理论,用于非常小的扭转角,这已被证实符合严格的紧束缚计算。由于二维磁性材料的快速发展,我们的结果可能在实验上观察到。
2020-08-26 cond-mat.str-el
Topological honeycomb magnon Hall effect: A calculation of thermal Hall conductivity of magnetic spin excitations
最近,在可果美和烧绿石晶格上实验观察到自旋激发的磁振子霍尔效应。霍尔热导率$κ^{xy}$作为可果美晶格上的磁场或温度的函数改变符号,并且$κ^{xy}$在反转烧绿石晶格上的磁场的符号时改变符号。基于这些令人兴奋的实验结果,我们从理论上提出了一种在蜂窝晶格上实现磁振子霍尔效应的简单的双带模型。自旋激发的磁振子霍尔效应以通常的方式通过晶格的反转对称性的破缺而产生,然而,通过次近邻的Dzyaloshinsky-Moriya(DM)相互作用。我们发现,$κ^{xy}$有一个固定的符号为所有的参数制度考虑。这些结果与Lieb,kagome和烧绿石晶格相反。我们进一步表明,低温依赖于磁振子霍尔电导率遵循$T^{2}$法律,而不是戈薇和烧绿石晶格。这些结果提供了一种测量二维蜂窝量子磁体和蜂窝光晶格中超冷原子的霍尔热导率的实验方法。
2016-07-24 cond-mat.str-el
Two-magnon Raman scattering in antiferromagnetic phases of frustrated spin models on the honeycomb lattice
计算了蜂窝晶格上几种阻挫自旋模型反铁磁相的双磁振子拉曼散射谱。这些包括$J_1$ - $J_2$ - $J_3$模型的Néel反铁磁相和海森堡-基塔耶夫模型的条纹相。我们发现,磁阻挫和各向异性的相互作用可能会显着影响拉曼光谱。我们进一步讨论了我们的研究结果的影响,铁基化合物BaFe $_2$ Se $_2$ O的磁激发,并显示如何磁相互作用可以提取适合的拉曼光谱。
2021-04-05 cond-mat.str-el
Thermal Evolution of Dirac Magnons in the Honeycomb Ferromagnet CrBr$_3$
CrBr $_3$是二维蜂窝状铁磁体的一个很好的实现,它提供了一个具有狄拉克磁振子和拓扑特征的石墨烯的玻色子等价物。我们使用最先进的仪器进行非弹性中子散射(INS)测量,以更新50年前的数据,从而能够与最近的实验声称在狄拉克点的显着差距和热磁振子重整化的理论预测进行明确的比较。我们证明了CrBr $_3$的次近邻$J_2$和$J_3$相互作用约为$J_1$的5\%,在K点处具有理想的狄拉克磁振子色散,以及相关的同位旋缠绕特征.的磁振子寿命和热带重正化显示普遍的$T^2$的相互作用自旋波治疗预期的演变,但测量的色散缺乏预测的范霍夫功能,突出需要更深入的理论分析。
2022-04-24 cond-mat.str-el
Topological Weyl magnons and thermal Hall effect in layered honeycomb ferromagnets
在这项工作中,我们研究的拓扑性质和磁振子霍尔效应的三维铁磁体在ABC堆叠蜂窝晶格,最近的非弹性中子散射研究的CrI $_3$的启发。结果表明,层间耦合$J_c$对磁振子能带结构和磁振子分支的陈数有显著的影响,而且层间耦合对ABC堆积的影响与其他作者采用的AA堆积有质的不同.最低磁振子带的非平凡陈数通过每个蜂窝层中的次近邻Dzyaloshinsky-Moriya相互作用而稳定,从而导致与石墨烯的电子Haldom模型中的跳跃项类似的跳跃项。然而,我们也发现了几个无间隙的Weyl点,分离的非等效陈氏绝缘相,调整的层间耦合$J_c$和第三邻居海森堡相互作用$J_3$的比例。我们进一步表明,磁振子带的拓扑性质导致非零的霍尔热导率,其符号和大小取决于$J_c$和层内耦合。由于层间耦合强度$J_c$可以通过向准2D材料(例如CrI $_3$)施加压力来容易地调谐,因此这提供了在实验中调谐磁振子热霍尔效应的潜在途径。
2021-09-21 cond-mat.str-el
The interplay of Dzyaloshinskii-Moriya and Kitaev interactions for magnonic properties of Heisenberg-Kitaev honeycomb ferromagnets
Kitaev材料因其奇异的性质而引起人们越来越多的关注。在现实的二维材料中,Kitaev相互作用经常伴随着Dzyloshinskiii-Moriya相互作用,这对区分它们的大小提出了挑战。在这项工作中,我们证明,它可以通过访问磁振子输运性质。通过研究蜂窝铁磁体表现出Dzyaloshinskiii-Moriya和Kitaev相互作用的同时,我们揭示了非平凡的磁振子拓扑性质伴随着复杂的磁振子输运特性,给出了热霍尔和磁振子能斯特效应。我们还研究了磁场的影响,表明它不仅打破了系统的对称性,但也带来了巨大的修改磁振子的拓扑输运性质,作为各向异性交换相互作用的相对强度的标志。根据我们的研究结果,我们建议的战略,以估计Kitaev相互作用的重要性,在实际材料。
2020-12-29 cond-mat.str-el
Massless Dirac magnons in the two dimensional van der Waals honeycomb magnet CrCl3
具有蜂窝状结构的二维范德华铁磁体在其磁振子激发谱中可能存在玻色子形式的狄拉克粒子。利用非弹性中子散射,我们研究了自旋波激发多晶氯化铬$_3$,它具有铁磁蜂窝层与反铁磁堆叠沿$c$轴。为了比较,还研究了具有不同晶粒尺寸的CrI $_3$多晶样品。我们发现,在$T$ = 2 K时,CrCl $_3$的粉末平均自旋波谱可以用只包含面内海森堡交换的二维自旋哈密顿量来解释.观察到的激发没有表现出明显的能量展宽,这与在CrI $_3$中观察到的显著展宽形成显著对比。基于这些结果,我们得出结论,铁磁相的CrCl $_3$主机无质量狄拉克磁振子,因此不是拓扑。
2021-10-21 cond-mat.str-el
Odd-parity magnon spin polarization from chiral four-spin exchange in a honeycomb antiferromagnet
ThermoFisher Scientific(赛默飞世尔科技);Radboud University(拉德堡德大学)
本文提出手性四自旋交换在蜂窝反铁磁体中产生动量依赖的磁振子自旋,温度梯度可沿Néel轴诱导自旋密度,且反转耦合可反转自旋而不改变能量。
2026-10-07 cond-mat.str-el
Topological Magnon Bands and Unconventional Thermal Hall Effect on the Frustrated Honeycomb and Bilayer Triangular Lattice
在传统的铁磁系统中,拓扑磁振子带和热霍尔效应是由Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用(Dzyaloshinskii-Moriya interaction,简称DZYH)引起的。然而,原则上,磁共振要么是可以忽略的,要么是在某些量子磁体中对称性所不允许的。因此,我们预计,拓扑磁振子功能将不会出现在这些系统。此外,三角晶格上的量子磁体预计不会具有拓扑特征,因为由于相邻三角形的相等和相反的贡献,自旋手征或自旋手征被抵消。然而,在这里,我们预测,同构的阻挫蜂窝晶格和双层三角晶格反铁磁系统将显示拓扑磁振子带和拓扑热霍尔效应的情况下,一个内在的量子阱。这些非常规的拓扑磁振子功能是由于磁场诱导的非共面自旋配置与非零标量自旋手征。的相关性的结果,以现实的双层三角形反铁磁材料进行了讨论。
2017-06-29 cond-mat.str-el
Spin Waves and Dirac Magnons in a Honeycomb Lattice Zig-zag Antiferromagnet BaNi2(AsO4)2
在过去的十年里,在无磁性的拓扑材料中,有质量和无质量的费米子准粒子的拓扑性质得到了广泛的研究。最近,在二维蜂窝晶格铁磁/反铁磁和三维反铁磁中,由自旋波产生的这种准粒子的玻色子类似物已经被报道。在这里,我们使用飞行时间非弹性中子散射研究自旋波的S = 1蜂窝晶格反铁磁体BaNi 2(AsO 4)2,它具有锯齿形反铁磁(AF)基态相同的Kitaev量子自旋液体候选人α-RuCl 3。我们确定的Z字形AF有序相的磁交换相互作用,并表明,自旋波在BaNi 2(AsO 4)2的布里渊区边界内的狄拉克点的保护。这些结果提供了蜂窝晶格磁体中之字形AF序和相关Dirac磁振子的微观理解,并且对于建立Kitaev量子自旋液体候选物中的磁相互作用也是重要的。
2021-12-15 cond-mat.str-el
Magnon Landau levels in the strained antiferromagnetic honeycomb nanoribbons
通过非均匀单轴应变产生的赝磁场被引入到反铁磁蜂窝纳米带中。线性自旋波理论揭示了磁振子赝朗道能级的形成,它出现在谱的上端,其能级间距与能级指数的平方根成正比。反铁磁序沿$y$ -方向被应变逐渐削弱。在足够大的磁场强度下,系统在上边界附近解耦为孤立的锯齿形链,并表现出一维磁特性。虽然量子蒙特卡罗模拟也预测了这样的转变,但这种精确的方法给出了更深处的临界点。我们还研究了$XY$反铁磁蜂窝纳米带,发现了类似的赝朗道能级和反铁磁演化。我们的结果揭示了非均匀单轴应变对自旋激子的影响,并可能在二维量子磁性材料的基础上实验实现。
2021-12-15 cond-mat.str-el
Field-Induced Magnon Decay, Magnon Shadows, and Roton-like Excitations in the Honeycomb Antiferromagnet YbBr$_3$
针对无阻挫量子磁体的非常规自旋激发问题,对蜂窝晶格反铁磁体YbBr₃开展多磁场下的中子谱学实验,观测到场致磁振子衰变等现象,结合圆柱矩阵乘积态计算验证了强量子涨落的谱特征。
2025-07-07 cond-mat.str-el
Dirac magnons in a honeycomb lattice quantum XY magnet CoTiO3
石墨烯和拓扑狄拉克-外尔材料中无质量狄拉克电子的发现促使人们广泛寻找此类狄拉克粒子的玻色子类似物。最近的实验已经在二维(2D)kagome晶格磁体和范德华层状蜂窝晶体CrI $_3$以及3D海森堡磁体Cu $_3$ TeO $_6$中发现了狄拉克磁振子高于类伊辛铁磁基态的证据。在这里,我们报告了我们的非弹性中子散射研究的大单晶的堆叠蜂窝晶格磁体CoTiO $_3$,这是一个广泛的家庭的钛铁矿材料的一部分。CoTiO $_3$的磁有序基态具有Co $^{2+}$的铁磁层,沿着$c$轴反铁磁堆叠。我们发现,磁振子色散关系表现出很强的易面交换各向异性和主机沿边缘的3D布里渊区的一个明确的无隙狄拉克锥。我们的研究结果建立了CoTiO $_3$作为赝自旋- $1/2$材料的模型来研究三维量子XY磁体中的相互作用Dirac玻色子。
2019-07-03 cond-mat.str-el
Topological phase transition in magnon bands in a honeycomb ferromagnet driven by sublattice symmetry breaking
铁磁蜂窝系统在次近邻Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用(dzyaloshinskiii-Moriya interaction,dzyaloshinski-Moriya interaction)的存在下会表现出磁振子拓扑相。受亚晶格磁各向异性控制的最新进展的启发,我们研究了蜂窝铁磁单层和双层的磁振子带的拓扑相位,由于不同的各向异性能量,蜂窝铁磁单层和双层的亚晶格对称性破缺。我们证明了在拓扑磁振子绝缘体和拓扑平凡磁振子相之间存在一个拓扑相变,这种相变是由磁振子相对尺寸的变化和子晶格间的各向异性差异所驱动的.提出了磁振子霍尔热导率作为磁振子拓扑的实验探针。
2022-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnon damping in the zigzag phase of the Kitaev-Heisenberg-$Γ$ model on a honeycomb lattice
我们计算了蜂窝晶格上具有非对角交换$Γ$和各向同性第三近邻相互作用$J_3$的Kitaev-Heisenberg模型的磁振子色散和阻尼。该模型与铱氧化物$α$ IrO、$_3$和Na $_2$ IrO $_3$以及诸如$α$ $_3$的Ru基材料的磁性的描述相关。我们使用一个非常规的参数化的自旋波展开,其中每个Holstein-Primakoff玻色子是由两个共轭厄米算子。这种方法给我们一个优势,在确定参数制度,计算可以进行分析。专注于参数制度与之字形自旋模式在基态,这是符合实验,我们证明了这样的区域之一是$Γ= K>0$,其中$K$是Kitaev耦合。在我们的方法中,我们能够获得明确的解析表达式的磁振子能量和本征态,并超越标准的线性自旋波理论近似计算磁振子阻尼,并证明其在动力学结构因子的作用。我们发现,在玻恩和自洽近似的磁振子阻尼效应是非常显着的,强调非线性磁振子耦合的重要性,在解释广泛的功能,在中子散射谱。
2020-02-20 cond-mat.str-el
Optical magnons with dominant bond-directional exchange interactions in a honeycomb lattice iridate $α$-Li$_{2}$IrO$_{3}$
我们用共振非弹性X射线散射方法研究了蜂窝晶格铱酸盐$α$-Li $_{2}$ IrO $_{3}$中的光学磁振子。在能量区域20-25 meV中的谱表现出动量依赖性,其能量在磁布拉格峰的位置处最高,($\textit{h}, \textit{k}$)=($\pm$ 0.32,0),并且朝向(0,0)和($\pm$ 1,0)降低。我们比较我们的数据与线性自旋波理论的基础上,一个通用的最近邻自旋模型。我们发现,一个占主导地位的键方向的Kitaev相互作用的顺序为20毫电子伏,需要解释在我们的研究中观察到的能量尺度。所观察到的激发被理解为源于光磁振子模式,其强度由结构因子调制,导致表观动量依赖性。我们还观察到扩散磁散射所产生的短程磁相关远高于$\textit{T}_{N}$。与Na $_{2}$ IrO $_{3}$相反,这种漫散射缺乏蜂窝晶格的$C_3$旋转对称性,这表明在$α$-Li $_{2}$ IrO $_{3}$中键的各向异性远非可以忽略.
2021-01-10 cond-mat.str-el
Dirac Magnon Nodal Loops in Quasi-2D Quantum Magnets
本文提出了准二维量子磁系统中二维动量空间中狄拉克磁振子节点的一维闭合线的新概念。它们被称为“二维狄拉克磁振子回线环”。我们利用具有层内耦合$J$和层间耦合$J_L$的双层蜂窝铁磁体,其可在蜂窝状铬化合物CrX $_3$(X $\equiv$ Br,Cl和I)中实现。然而,我们的结果也可以存在于其他层状准二维量子磁系统。在这里,我们表明,双层蜂窝铁磁体的磁振子带重叠的$J_L\neq 0$和形成一维闭合线的狄拉克磁振子节点在二维动量空间。2D狄拉克磁振子回线环在拓扑上受到反演和时间反演对称性的保护。此外,我们还证明了它们对弱Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用$ Δ_{DM}< J_L$是鲁棒的,并且具有手征磁振子边缘模。
2017-07-21 cond-mat.str-el
Chirality-induced magnon transport in AA-stacked bilayer honeycomb chiral magnets
在这封信中,我们研究了铁磁或反铁磁耦合的AA堆叠双层蜂窝手性磁体中的磁输运。对于这两种耦合,我们观察到手征诱导的差距,手征保护的边缘状态,磁振子霍尔和磁振子自旋能斯特效应的磁自旋激发。对于铁磁耦合层,热霍尔和自旋能斯特电导率不改变符号作为磁场或温度的函数类似于单层蜂窝铁磁绝缘体。相反,对于反铁磁耦合层,我们观察到的热霍尔和自旋能斯特电导率的符号变化的磁场被逆转。我们讨论了可能的实验访问蜂窝双层量子材料中,可以观察到这些效果。
2016-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Squeezed Dirac and Topological Magnons in a Bosonic Honeycomb Optical Lattice
利用电荷中性准粒子进行量子信息存储有望在未来的量子计算机中发挥至关重要的作用。在这方面,磁振子或集体自旋波激发在固态材料是有前途的候选人在未来的量子计算。利用量子自旋- $1/2$ XYZ Heisenberg模型在具有离散Z $_2$对称性和Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的玻色蜂窝晶格上的映射,研究了具有自旋-轨道相互作用的玻色蜂窝光学晶格中Dirac和拓扑磁振子的量子压缩.我们表明,压缩磁振子可以控制的Z $_2$各向异性和演示如何在系统中的噪声周期性修改的铁磁和反铁磁相的模型。我们的结果也适用于固态蜂窝(反)铁磁绝缘体。
2017-06-18 cond-mat.str-el quant-ph
Interacting topological magnons in the Kitaev-Heisenberg honeycomb ferromagnets with Dzyaloshinskii-Moriya interaction
Jishou University(吉首大学)
研究了具有DMI相互作用的Kitaev-Heisenberg蜂窝铁磁体中磁子相互作用对拓扑相变临界温度的影响
2026-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Van Hove singularity in the magnon spectrum of the antiferromagnetic quantum honeycomb lattice
本研究通过非弹性中子散射实验,在YbCl$_3$的磁振子谱中观测到二维双磁振子连续谱内的Van Hove奇点,并用线性自旋波理论加以解释,为区分量子自旋液体提供了关键判据。
2020-03-03 cond-mat.str-el
Hinge Magnons from Non-collinear Magnetic Order in Honeycomb Antiferromagnet
我们提出量子磁体中的非共线磁序可以包含一种新的高阶拓扑磁振子相,它具有非厄米拓扑和铰链磁振子模。本文考虑了蜂窝格子上相互作用的局部矩三维系统。它最初有利于沿面内方向的共线磁序,当施加垂直于易磁化轴的外部磁场时,其转变为非共线磁序。我们利用磁振子哈密顿量的非厄米性质表明,这种场诱导的转变对应于从拓扑磁振子绝缘体到具有一维铰链模式的高阶拓扑磁振子态的转变。作为一个具体的例子,我们讨论了最近发现的单斜相薄三卤化铬,我们提出的第一个有前途的材料候选人的高阶拓扑磁振子相。
2021-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Defect-induced edge ferromagnetism and fractional spin excitations of the SU(4) $π$-flux Hubbard model on honeycomb lattice
最近,人们提出了一个蜂窝晶格上的SU(4)$π$通量哈伯德模型来研究$α$ -ZrCl $_3$的自旋轨道激发[Phys.~修订版~ Lett. 121.097201~(2017)]。基于这个锯齿形边缘模型,我们证明了边缘缺陷可以诱导边缘平带,导致SU(4)边缘铁磁性。我们发展了一个有效的一维相互作用哈密顿量来研究相应的SU(4)自旋激发。值得注意的是,边缘铁磁体的SU(4)自旋激发表现为覆盖整个能量区域的连续谱,而不是通常的磁振子。通过进一步的纠缠熵分析,我们认为,除了粒子-空穴Stoner激发外,连续谱由消失的磁振子的分数自旋激发组成。此外,在有限宽度的带系统中,消失的磁振子可以在有限尺寸效应形成的带隙中恢复,并且恢复的磁振子的光学分支是拓扑非平凡的.
2022-06-16 cond-mat.str-el
Dirac Magnon in Honeycomb Lattice Magnet NiTiO3
本研究通过非弹性中子散射实验,在蜂窝晶格磁体NiTiO3中观测到能量为3.7 meV的自旋波,并利用线性自旋波理论建模,证实了狄拉克磁振子的存在及狄拉克节线的形成。
2024-11-18 cond-mat.other cond-mat.str-el
Magnonic Floquet Quantum Spin Hall Insulator in Bilayer Collinear Antiferromagnets
我们研究了辐照后的二维绝缘双层蜂窝铁磁体和反铁磁耦合的反铁磁材料。前一个是实现在最近合成的双层蜂窝状三碘化铬CrI $_{\bf 3}$。在这两个系统中,我们表明圆极化电场打破了时间反转对称性,并在每个蜂窝层中诱导了动态的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。然而,所得到的双层反铁磁系统仍然保留了时间反演和空间反演($\mathcal{PT}$)对称性的组合。我们证明了双层反铁磁系统的磁振子拓扑具有$\pmb{\mathbb{Z}_2}$ Floquet拓扑不变量的特征。因此,该系统实现了具有自旋过滤磁振子边缘态的磁振子Floquet量子自旋霍尔绝缘体。这导致非零的Floquet磁振子自旋能斯特效应,而Floquet磁振子热霍尔效应由于$\mathcal{PT}$对称性而消失。我们研究了系统丰富的$\pmb{\mathbb{Z}_2}$ Floquet拓扑磁振子相图随光的振幅和偏振的变化。我们进一步讨论的结果对未来的实验实现的巨大影响。
2019-03-24 cond-mat.str-el
Magnons and Spinons in $\mathrm{Ba}_2\mathrm{CoTeO}_6 $: A Composite System of Isolated Spin-$1/2$ Triangular Heisenberg-like and Frustrated Honeycomb Ising-like Antiferromagnets
本文报道了由两个几乎孤立的子系统A和B组成的$\mathrm{Ba}_2\mathrm{CoTeO}_6$中磁有序和激发的中子散射结果,这两个子系统分别被描述为$S\,{=}\,1/2$三角形类海森堡反铁磁体和受抑蜂窝状类伊辛反铁磁体.在$T_{\rm N1}\,{=}\,12.0$ K以下证实了子系统B的条纹有序,而在0.3 K(${\ll}\,T_{\rm N2}\,{=}\,3.0$ K)下沿$(1/3, 1/3, L)$和$(2/3, 2/3, L)$观察到尖锐的条纹。这表明子系统A中有序的二维性质。结果表明,两个子系统的激发光谱分离良好,相互独立。子系统A的激发谱由两个单磁振子分支组成,在M点处具有类似于回旋子的极小值,并具有结构清晰的强连续谱,与在$\mathrm{Ba}_3\mathrm{CoSb}_2\mathrm{O}_9$中观察到的类似,这强烈地指示了自旋子激发。子系统B的色散曲线可以用第三近邻交换相互作用中的线性自旋波理论来描述。
2021-11-18 cond-mat.str-el
Magnon bound states vs. anyonic Majorana excitations in the Kitaev honeycomb magnet $α$-RuCl$_3$
纯Kitaev蜂窝模型在零磁场中包含一个量子自旋液体,而施加有限磁场诱导一个具有非阿贝尔任意子激发的拓扑自旋液体。后一相在Kitaev候选材料如$α$ $_3$中一直备受追捧.目前,存在两个竞争的情况下,这种化合物($B=7-10$ T)的中间场相位,实验以及理论结果的基础上:(一)传统的多粒子磁激发整数量子数与(ii)马约拉纳费米子激发可能非阿贝尔性质的分数量子数。为了区分这些情况下的详细调查的激发宽场温度相图是必不可少的。在这里,我们提出的拉曼光谱数据揭示了低能量准粒子出现在中间领域,这是对比传统的自旋波激发的连续的分数激发。这些准粒子的温度演化表明,形成的束缚态的分数激发。
2019-10-02 cond-mat.str-el
Possible Bose-Einstein condensation of magnons in a S = 5/2 honeycomb lattice
本研究通过热力学和密度泛函理论,在S=5/2蜂窝晶格反铁磁体K4MnMo4O15中发现磁振子玻色-爱因斯坦凝聚的可能热力学证据,扩展了BEC量子临界性至高自旋准二维体系。
2025-10-14 cond-mat.str-el
Magnon corner states in twisted bilayer honeycomb magnets
在玻色子系统中寻找具有拓扑保护的余维大于1的无隙边界态的高阶拓扑绝缘体引起了人们越来越多的兴趣。在这里,我们建立扭曲双层蜂窝磁铁作为一个新的平台托管二阶拓扑磁振子绝缘体(SOTMI)没有微调。我们采用一个简单的,最小的海森堡自旋模型来描述错位双层片的蜂窝铁磁磁体与一个大的相称扭曲角。我们发现,在这个双层系统中的高阶拓扑结构显示出显着的依赖于层间交换耦合。的SOTMI,具有拓扑保护的磁振子角状态,出现铁磁层间耦合,而扭曲的双层表现出的情况下,反铁磁层间耦合的节点相。
2023-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Temperature and Field Dependence of Ferromagnetic Magnon in Monolayer Honeycomb Spin Lattice
利用各向异性交换XZ-Heisenberg模型研究了外场作用下单层蜂窝自旋晶格中集体自旋激发或磁振子的温度和场依赖性。在横场存在下的磁相变是自旋重取向(SR)转变,在SR温度以上存在磁振子强度。横向场在SR温度以下或以上的温度区域中分别降低或维持自旋波强度。零动量低能磁振子分支的能隙在SR横场处闭合,SR横场是零温下的临界量子相变场。将该模型应用于二维CrI $_3$,解释了居里温度以上零动量磁振子模的存在,并与DFT计算结果进行了比较,给出了合适的交换参数值.在这种材料中,狄拉克点附近的估计磁振子速度约为1.74 km/s。
2022-08-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Field-dependent Magnons in a Honeycomb Antiferromagnet CoTiO$_3$
本文通过场依赖非弹性中子散射研究蜂窝反铁磁体CoTiO$_3$在自旋重取向转变中的磁振子演化,发现K点磁振子谱对磁畴和磁矩方向变化不敏感,挑战了现有键依赖模型,呼吁新的理论解释。
2024-04-05 cond-mat.str-el
Higher-order Topological Phases of Magnons in van der Waals Honeycomb Ferromagnets
我们从理论上提出了一种二阶拓扑磁振子绝缘体,它是由具有反铁磁层间耦合的范德华蜂窝铁磁体堆叠而成。该系统具有Z $_{2}$拓扑相,并受到伪时间反演对称性(PTRS)的保护。易平面各向异性项破坏PTRS并破坏拓扑相位。然而,它尊重磁二重旋转对称性,这保护了双层中的角模和沿堆叠方向的铰链模的二阶拓扑相位。此外,引入的交错层间耦合建立Z $_{2}$ $\times$ Z拓扑结构,产生携带非零陈数的带隙拓扑表面模式。因此,手征铰链模式沿着长方体几何形状中的水平铰链传播,并且对紊乱是鲁棒的。我们的工作将范德华平台中的高阶拓扑和磁振子联系起来,并可用于构造拓扑磁振子器件。
2022-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Field-induced dynamical properties of the $XXZ$ model on a honeycomb lattice
我们提出了一个全面的$1/S$研究场诱导的最近邻$XXZ$反铁磁体蜂窝晶格上的动力学性质的非线性自旋波理论的形式主义,为这个模型。外加磁场控制了系统的自旋挫挫并导致自旋结构的非共线性,这对双磁振子衰变过程是必不可少的。我们的研究结果包括一个有趣的领域的布里渊区,其中自旋激发的衰变是突出的,涉及磁振子从两个激发分支的衰变通道的详细分类,并在磁振子谱的奇异性,由于耦合到两个磁振子连续,所有这些都说明了几个字段和各向异性值的区域的演变。我们突出了一些功能相关的非布拉维性质的晶格,或存在的狄拉克样点的频谱。此外,还详细分析了高对称点附近衰变率的渐近行为。的非弹性中子散射自旋自旋结构因子中获得的领先$1/S$顺序,并表现出定性不同的指纹的衰变引起的磁振子动力学,如准粒子峰加宽衰变和强大的光谱重量重新分配。
2015-12-14 cond-mat.str-el
Magnon-Magnon Interactions in O(3) Ferromagnets and Equations of Motion for Spin Operators
本文从有效拉格朗日量出发,系统地分析了O(3)海森堡铁磁体自旋算符的运动方程方法。结果表明,无规相位近似和Callen近似可以用B型磁振子的微扰理论来理解。同时,将Kondo和Yamaji对一维铁磁体的二级近似简化为对A型磁振子的微扰理论。重点放在物理图像,即磁振子-磁振子相互作用和海森堡模型的对称性。计算表明,所有三个近似不同的方式中所产生的Wess-Zumino项的磁振子-磁振子相互作用的治疗,从那里可以推断出他们每个人的具体功能和限制。
2015-08-09 cond-mat.str-el
Thermal Hall responses in frustrated honeycomb spin systems
研究了自旋受抑系统中磁振子在温度梯度作用下的几何响应。虽然Dzyaloshinskiii-Moriya(DM)的相互作用通常被纳入,以获得几何非平凡的磁振子带,在这里,我们研究热霍尔磁振子的响应,不依赖于DM的相互作用。具体来说,我们专注于受挫自旋系统与亚晶格自由度,并表明,一个非零的Berry曲率需要打破一个有效的$PT$对称性。基于这种对称性的考虑,我们以蜂窝晶格上的$J_1$ - $J_2$ - $J_2^\prime$ Heisenberg模型为例进行了研究,并证明了当在两个亚晶格之间引入磁场和非对称性时,处于螺旋相的磁振子支持热霍尔效应.我们还表明,通过温度梯度驱动磁振子会诱导自旋电流的产生(即,磁振子自旋能斯特效应)在$J_1$ - $J_2$ - $J_2^\prime$ Heisenberg模型中。
2022-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnon Energy Renormalization and Low-Temperature Thermodynamics of O(3) Heisenberg Ferromagnets
本文给出了$D$维O(3)Heisenberg铁磁体晶格磁振子场的微扰理论。格点磁振子场的有效哈密顿量从有效拉格朗日量开始得到,描述磁振子-磁振子相互作用的两个主要贡献被确定为单位矢量场的通常梯度项和源自有效拉格朗日量的Wess-Zumino-Witten项的部分。引入了具有导数耦合的格点标量场的Feynman图,在此基础上研究了磁振子-磁振子相互作用对磁振子自能和铁磁自由能的影响。我们还评论外观的虚假条款在低温系列的自由能通过检查磁振子-磁振子相互作用和内部对称性的有效哈密顿量(拉格朗日)。
2013-06-24 cond-mat.str-el
Damped Topological Magnons in the Kagomé-Lattice Ferromagnets
我们证明了相互作用可以大大破坏几何阻挫晶格上铁磁体中磁振子的自由粒子描述。由Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用促进的非谐耦合和高度简并的两磁振子连续谱产生了强的、非微扰的高能磁振子模阻尼。我们提供了一个详细的帐户上的kagomé晶格的$S=1/2$铁磁体的效果,并提出进一步的实验。
2016-10-20 cond-mat.str-el
Soliton-Magnon Scattering in Two-Dimensional Isotropic Ferromagnets
研究了各向同性铁磁体中二维拓扑Belavin-Polyakov孤子对磁振子的散射。散射问题的解析解构造:(i)准确地为任何磁振子波矢量的分波与方位角数m=1(平移模式),和(ii)在长波和短波限制的休息模式。磁振子模式的频率被发现的有限尺寸的磁铁。建立了孤子运动的有效方程。在长波近似下,得到了与孤子-磁振子相互作用有关的磁振子态密度。
1999-05-24 cond-mat.str-el
Systematic Low-Energy Effective Field Theory for Magnons and Holes in an Antiferromagnet on the Honeycomb Lattice
基于微观Hubbard模型和t-J模型的对称性分析,建立了蜂窝晶格上空穴掺杂反铁磁体系统的低能有效场论.在反铁磁相中,掺杂空穴由于$SU(2)_s$对称性的自发破缺而变得有质量,就像QCD中的核子由于自发手征对称性破缺而获得质量一样。在破缺相中,有效作用量包含一个单导数项,类似于正方形格子中的Shraiman-Siggia项。有趣的是,一个偶然的连续空间旋转对称性出现在领导秩序。作为有效场论的一个应用,我们考虑了两个空穴之间的单磁振子交换和两个空穴束缚态的形成。作为有效理论的一个明确的预测,磁振子交换束缚的两个空穴基态的波函数表现出$f$波对称性。
2011-09-08 cond-mat.str-el hep-ph
Interplay of electronic and spin degrees in ferromagnetic SrRuO$_3$: anomalous softening of magnon gap and stiffness
用非弹性中子散射实验研究了铁磁SrRuO $_3$的磁振子色散随温度的变化。即使在低温下,磁振子模也表现出相当大的加宽,指向与载流子的强相互作用。我们发现一个反常的温度依赖性的磁振子间隙和磁振子刚度,软化后冷却在铁磁相。这两种效应都是反常霍尔效应的温度依赖性。我们认为,这些结果表明,外尔点和反常霍尔效应可以直接影响自旋动力学的金属铁磁体。
2019-02-11 cond-mat.str-el
Topological hard-core bosons on the honeycomb lattice
本文提出了量子自旋磁体中硬核玻色子与磁振子拓扑性质之间的联系。我们利用蜂窝晶格上的Haldane类硬核玻色子作为例子。我们证明了这个系统映射到一个具有次近邻Dzyaloshinsky-Moriya相互作用的自旋- $1/2$量子XY模型。我们得到了量子自旋模型的磁振子激发,并计算了边缘态、Berry曲率、热导率和自旋能斯特电导率。由于自旋变量到玻色子的映射,硬核玻色子具有与量子自旋系统相同的非平凡拓扑性质。这些结果对量子磁体中磁激发的研究具有重要意义,对理解蜂窝光晶格中超冷玻色量子气体的控制也是有用的。
2016-07-06 cond-mat.str-el
Detection and control of electronic orbital magnetism by spin waves in honeycomb ferromagnets
本研究针对固体轨道自由度操控问题,提出利用自旋波通过标量自旋手性调控蜂窝铁磁体电子轨道磁性的方法,揭示其对磁振子特性的敏感性及多因素调控规律,为相关耦合物理研究提供新变量。
2025-01-17 cond-mat.str-el
Discovery of terahertz-frequency orbitally-coupled magnons in a kagome ferromagnet
本研究利用时间分辨Kerr旋转光谱在拓扑kagome铁磁体Co3Sn2S2中发现6 K下0.61和0.49 THz的轨道耦合磁振子共振,揭示自旋—轨道强耦合机制及其太赫兹自旋电子应用潜力。
2024-08-18 cond-mat.str-el
One dimensional gapless magnons in a single anisotropic ferromagnetic nanolayer
该研究发现具有法向轴各向异性的平面铁磁体中存在局域于畴壁的一维无隙磁振子,其可在极低温度下参与自旋相关散射过程,补充了仅在有限温以上起作用的带隙磁振子模式。
2003-10-07 cond-mat.str-el
Topological spin excitations in honeycomb ferromagnet CrI$_3$
在二维蜂窝铁磁体中,玻色子磁振子准粒子(自旋波)可以表现为无质量的狄拉克费米子,也可以形成拓扑保护的边缘态。定义其性质的关键成分是次近邻Dzyaloshinskiii-Moriya(DM)相互作用,它打破了晶格的反转对称性,并区分了相关自旋波激发的手性。利用非弹性中子散射,我们发现绝缘蜂窝铁磁体$_3$($T_C=61$ K)的自旋波在狄拉克点处有两个由$\sim$ 4 meV能隙隔开的铁磁激发带.这些结果只能通过考虑DM相互作用的海森堡哈密顿量来理解,从而提供了实验证据,证明CrI $_3$中的自旋波可以具有用于无耗散自旋电子学应用的鲁棒拓扑性质。
2018-10-30 cond-mat.str-el
Free from spurious solutions integral equation for three-magnon bound states in 1D XXZ ferromagnet
本文提出了XXZ自旋链中三磁振子束缚态的一个新的积分方程。与C. K. Majumdar大约40年前这个方程没有虚假的解决方案。这样的优点是在Bloch基中而不是在平波基中分解波函数的结果。
2012-08-30 cond-mat.str-el
Chirality-selective topological magnon phase transition induced by interplay of anisotropic exchange interactions in honeycomb ferromagnet
University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);Nantong University(南通大学)
研究发现,通过Dzyaloshinsky-Moriya相互作用和伪偶极相互作用的复杂相互作用,在蜂窝铁磁体中诱导出手性选择性的拓扑磁子相变,伴随体隙关闭和重新打开,以及能带反转,为磁子热霍尔电导率的符号变化提供了新的操控方法。
2025-12-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic order and anisotropic interactions induced by mixing between the $J=1/2$ and $3/2$ sectors in spin-orbit coupled honeycomb-lattice compounds
在无Hund耦合的三轨道相互作用电子模型中,研究了由$J=1/2$扇区和磁性惰性3/2扇区之间的混合产生的弱各向异性相互作用在蜂窝晶格上产生的新的磁有序.自洽确定的磁序产生各向异性的Néel和锯齿形订单不同的参数制度,突出了新兴的单离子各向异性的影响。磁振子激发的研究表明,与跳跃能量尺度相比,磁振子能量尺度非常小,并且对于较小的自旋轨道耦合,各向异性效应增强。这些结果解释了蜂窝晶格化合物如$\rm Na_2 Ir O_3$和$\rm Ru Cl_3$的几个特征,其中磁活性$J=1/2$扇区内的主导阶各向异性相互作用由于边缘共享八面体而完全猝灭。
2019-08-24 cond-mat.str-el
Flat-band ferrimagnetism in the edge-centered honeycomb antiferromagnet: From harmonic flat magnon to broad continuum
Yanshan University(燕山大学)
该研究以边心蜂窝反铁磁体为对象,结合多种方法发现子晶格失衡可统一平带与亚铁磁性,量子涨落使简谐平带磁振子转化为宽连续谱,平带几何组织多体谱重。
2026-10-16 cond-mat.str-el
Topological magnons in one-dimensional ferromagnetic Su-Schrieffer-Heeger model with anisotropic interaction
研究了具有各向异性交换作用的一维铁磁(FM)Su-Schrieffer-Heeger(SSH)模型中的拓扑磁振子.除了细胞间的各向同性海森堡相互作用外,细胞间的各向异性交换相互作用,即Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用(Dzyaloshinskiii-Moriya interaction,Dzyaloshinskii-Moriya interaction)和伪偶极相互作用(pseudo-dipolar interaction,PDI)也可以诱导非平凡相的出现,其中两个简并的能隙边缘态分别位于一维链的两端,而细胞内相互作用则不利于拓扑相的出现.它们之间的相互作用对拓扑相变具有协同效应,这与二维铁磁体中的拓扑相变有很大不同。这些结果表明,1D磁振子具有丰富的拓扑相图,与电子版本的SSH模型甚至2D磁振子明显不同。由于这种一维拓扑磁振子系统的低维结构特点,磁振子晶体可以自下而上构造,这在新型磁振子器件的设计中具有重要的潜在应用。
2022-10-27 cond-mat.str-el
The competition between low-temperature kinks and magnons at the vicinity of the deconfinement transition point in 1D easy-axis XXZ ferromagnet
研究一维易轴XXZ铁磁体退禁闭转变点附近的有序相和量子超临界低温区域,发现有序相由磁振子主导,而量子超临界区由扭结主导,并详细处理了伊辛模型。
2026-07-01 cond-mat.str-el
Nonlocal drag by topological surface magnons in a pyrochlore ferromagnet
准粒子波函数的非平凡拓扑可以以可观测的表面态的形式表现出来。这在电子系统中已经很好地建立起来,狄拉克和外尔半金属将这些拓扑保护实体的奇异性质带到了前面。磁振子--指的是局部自旋的集体激发--提供了另一个领域,其中许多概念可以实现。在这里,我们报告的烧绿石铁磁体,理论上预测主机等拓扑磁振子的磁热测量。结果表明,在Y $_2$ V $_2$ O $_7$单晶样品上沉积金属层的热电势可以用来测量磁振子霍尔效应。此外,拓扑保护的磁振子表面状态的直接表现形式被观察到-通过这些表面自旋电流施加在相邻金属层的传导电子的界面阻力。
2022-10-13 cond-mat.str-el
Plasmon-magnon interactions in two-dimensional honeycomb magnets
本文基于双随机相位近似建立二维蜂窝铁磁体中等离激元与光学自旋波耦合的微观理论,并指出可在 Cr₂Ge₂Te₆ 等材料中验证。
2024-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-1/2 Heisenberg diamond-like decorated honeycomb lattice in a magnetic field from the perspective of localized magnons and exact diagonalization
Faculty of Science, P. J. Šafárik University(帕·约·沙法里克大学理学院);Laboratoire de Physique Théorique et Modélisation, CNRS UMR 8089, CY Cergy Paris Université(CY塞尔吉巴黎大学,CNRS UMR 8089理论物理与建模实验室)
该研究采用解析与数值方法,探究磁场中类金刚石装饰蜂窝晶格的自旋-1/2海森堡模型,明确其基态相图,在高度阻挫区域用局域磁子方法描述低温磁性,中等阻挫区域揭示场致相变的比热信号及伊辛临界行为。
2026-10-16 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el