Shao,S.,Yin,J.,Belopolski,I.,You,J.,Hou,T.,Chen,H.,Jiang,Y. 在Kagome Fege中磁性和电荷顺序的交织在一起。 ACS Nano,17(11),10164‑10171。 https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.3c00229Shao,S.,Yin,J.,Belopolski,I.,You,J.,Hou,T.,Chen,H.,Jiang,Y.在Kagome Fege中磁性和电荷顺序的交织在一起。ACS Nano,17(11),10164‑10171。https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.3c00229
抽象的kagome金属显示出由于几何挫败感,扁平带,多体效应和非平凡拓扑而引起的竞争量子阶段。最近,在FEGE的抗铁磁阶段深处发现了一种新型的电荷密度波(CDW),这引起了由于与磁性密切的关系而引起的强烈关注。在这里,通过扫描隧道显微镜(STM),我们发现FeGE中的2×2 CDW非常脆弱,并且很容易被破坏到最初的1×1相中。发现小√3×√3CDW水坑与在生长样品中的2×2 CDW并存,并且也可以在CDW中断的中间过程中诱导,最终将转变为最初的1×1相。此外,在中断过程中,异国情调的中间CDW状态和独立的CDW核出现了。我们的第一原则计算在CDW波矢量周围的大动量区域中发现平面光学声子模式的平等软化,对应于具有近距离能量的众多竞争CDW。这可能导致CDW基态的强烈不稳定,负责STM观测。我们的发现提供了更多新颖的实验方面,以了解FEGE中的CDW,并建议类似Fege的Kagome金属是研究竞争CDW不稳定性物理学的理想平台。
电子相关性通常会诞生量子材料中的各种订单。最近,发现有密切相关的kagome抗磁铁FEGE是在A型抗磁磁性状态内经历电荷密度波转变,从而提供了探索电荷顺序和磁性之间相互作用的机会。在这里,我们报道了在退火的Fege晶体中观察到各向异性电阻率和霍尔效应以及拓扑结构的影响。当电流沿着AB平面流动时,ρAB的温度依赖性表现出与T CDW处的一阶转变相关的独特电阻率环。所施加的磁场不会改变t CDW,但可以在H SF处诱导自旋流过渡。因此,在cant下方的倾斜的抗铁磁(CAFM)状态中观察到了场诱导的大拓扑厅的效应,这可能归因于自旋流动过程中的非平凡自旋质地。虽然由于电流平行于C轴,因此ρc和χC中的场诱导的跃迁都消失了。相反,退火fege中的大厅电阻率显着表现出与线性领域依赖性的偏差。这些发现为揭示Kagome磁铁中磁性,电荷顺序和拓扑之间的相互作用提供了宝贵的见解。
因此与磁场成正比。异常霍尔效应 (AHE) 与铁磁体中的磁化有关,磁化通常源于动量空间中的 Berry 相。[3] 然而,发现一种新型霍尔效应既不依赖于磁场也不依赖于磁化。它起源于标量自旋手性 χ ijk = S i × ( S j × S k ),由非共面或非共线自旋配置(例如螺旋、畴壁或 skyrmion)产生。[3,5,6] 当传导电子穿过非共面自旋结构时,会在实空间中产生量子力学 Berry 相,并与虚拟磁场相关。该场是这种特殊霍尔效应的起源,称为拓扑霍尔效应 (THE)。 [3] 在大多数情况下,THE 的形成是由非零的 Dzyaloshinskii–Moriya 相互作用 (DMI) 驱动的,这需要强自旋轨道耦合 (SOC) 的存在和反演对称性的破坏。因此,由 skyrmions 诱导的 THE 首次在非中心对称的 B20 化合物(如 MnSi、MnGe 和 FeGe)中观察到。[7–10] 由于拓扑自旋的存在,THE
磁性 skyrmion 是具有类粒子特性的拓扑非平凡自旋配置。早期研究主要集中于拓扑电荷 Q = − 1 的特定类型的 skyrmion。然而,二维手性磁体的理论分析已经预测了 skyrmion 袋的存在——具有任意正或负拓扑电荷的孤子。虽然这种自旋结构是亚稳态,但最近的实验观察证实了孤立 skyrmion 袋在有限范围的施加磁场中的稳定性。这里利用 Lorentz 透射电子显微镜展示了 B20 型 FeGe 薄板中 skyrmion 袋的非凡稳定性。特别是,结果表明,嵌入 skyrmion 晶格中的 skyrmion 袋即使在零或反转的外部磁场中也能保持稳定。提供了一种用于成核此类嵌入式 skyrmion 袋的强大协议。结果与微磁模拟完全吻合,并建立了立方手性磁体薄板作为探索宽谱拓扑磁孤子的有力平台。
Ti 2 Fex(X = SI,GE和SN)的结构,机械,电子和晶格动力学性质已通过基于密度功能理论的第一原理计算探索。已经计算出这些Al Loys的平衡晶格常数,散装模量,电子带结构和磁矩值与先前的研究一致。计算了几个机械参数,例如弹性常数C IJ,Bulk Modulus B,Young Modulus E,剪切模量G和Poisson的比率υ,并基于这些计算,检查了机械稳定性。总磁矩的计算值与现有的理论数据密切一致,并符合Slater-Pauling规则。从其计算出的电子带结构Ti 2 Fesi,Ti 2 Fege和Ti 2 Fesn中被发现为平衡晶格常数的半金属合金,少数旋转能量间隙分别为0.820、0.850,0.850和0.780 eV。通过直接方法进行了完整的声子光谱及其这些合金状态的总密度和部分密度。计算出的声子频谱指出了这些合金的动态稳定度。此外,使用GIBBS2代码在Debye模型中研究了热力学特性,例如热容量,热膨胀,熵和Grüneisen参数,该代码具有从0到1500 k的一系列温度。