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[转载]FOP | 前沿研究:中山大学姚道新课题组__存在长程和阻挫相互作用的二维正方晶格上的自旋波理论

已有 1531 次阅读 2023-3-1 14:54 |系统分类:科研笔记|文章来源:转载

RESEARCH ARTICLE

Yuting Tan and Dao-Xin Yao, Spin waves and phase transition on a magnetically frustrated square lattice with long-range interactionsFrontiers of Physics 18(3), 33309 (2023)

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https://journal.hep.com.cn/fop/EN/pdf/‍10.1007/s11467-022-1238-2

https://journal.hep.com.cn/fop/EN/10.1007/s11467-022-1238-2


公众号:https://mp.weixin.qq.com/s/3T9ugWAa8Z1ZB0uXt5fIKQ 


自旋波是磁有序系统的自旋集体激发行为,又称为磁子,在基础和应用方面都有重要的价值。例如,自旋波与高温超导体有着密切的关系,有利于理解高温超导体背后的机理;自旋波无焦耳热损耗,能够实现磁子阀、非局域霍尔磁电阻、室温玻色-爱因斯坦凝聚等效应,在信息传输、逻辑计算等方面有重要应用。


在这篇文章中,作者研究了具有长程和阻挫相互作用的二维正方晶格上磁有序系统的自旋波激发和磁性相变(图1,2)。通过对称性分析,作者得到了奈尔反铁磁相(铜氧超导体母体的典型磁基态)和带状反铁磁相(铁基超导体的典型磁基态)上的线性自旋波通解,可供理论和实验进一步研究。有意思的是,当代入交错分布的按幂律衰减的长程相互作用(如RKKY相互作用)时,上述两个磁相中的量子涨落被强烈压制,有序磁矩显著增强。作者发现两相之间的竞争关系可以根据长程相互作用的强度而显著改变。作者进一步计算了两个相的磁激发能谱以及自旋波速度,给出了它们的代表性结果,能够被中子散射、核磁共振、μSR等实验手段探测。我们可以想像,不同形式的长程相互作用会给出非常不同的结果。这个工作极大地显示出长程相互作用和阻挫能够使得磁性系统显示出丰富的物理现象。

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谭宇婷20132016年于中山大学获得学士与硕士学位,2023年于美国佛罗里达州立大学获得博士学位,之后于美国马里兰大学Sankar Das Sarma组进行博士后研究工作。主要从事凝聚态理论研究,包括金属-绝缘相变、Mott物理、无序系统的输运性质、二维moiré系统等。已在Nature Commun.Phys. Rev. Lett.npj Quantum Mater.Phys. Rev. BPhys. Rev. Research 等刊物上发表论文若干篇。

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姚道新,中山大学物理学院教授,博士生导师,广东省物理学会秘书长。1994年于浙江大学物理系获学士学位,1998年于浙江大学物理系获理论物理硕士学位。2007年于美国波士顿大学物理系获博士学位。之后于美国普渡大学、田纳西大学和橡树岭国家实验室从事博士后研究。2009年起担任中山大学物理学院教授,现在担任广东省磁电物性分析与器件重点实验室副主任、光电材料与技术国家重点实验室和中山大学中子科学与技术中心的固定研究人员。主要研究领域为关联电子体系,包括超导体、量子磁性、拓扑物理、计算物理等。在国际著名物理学刊物上发表学术论文 150 余篇,包括 Nature Phys.Nature Commun.Phys. Rev. Lett.NPJ Quantum Mater.等,另有科学出版社专著 1 章。


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