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凝聚态物理 > 材料科学

arXiv:2411.03879 (cond-mat)
[提交于 2024年11月6日 ]

标题: 真正手性声子源于手性选择性磁振子-声子耦合

标题: Truly Chiral Phonons Arising From Chirality-Selective Magnon-Phonon Coupling

Authors:Markus Weißenhofer, Philipp Rieger, M. S. Mrudul, Luca Mikadze, Ulrich Nowak, Peter M. Oppeneer
摘要: 手性声子在自旋电子学应用中是理想的,但其产生和控制仍然是一个挑战。 在这里,我们展示了在反演对称磁系统中选择性磁振子-声子耦合产生的真正手性声子。 以体心立方铁为例,我们利用第一性原理计算,在整个布里渊区定量计算了混合磁振子-声子准粒子态。 我们的发现挑战了传统的磁弹性解释,并揭示了有限的零点声子角动量以及与有限(自旋)贝利曲率相关的强异常霍尔响应。 我们的结果进一步表明,手性声子的存在,特别是在高对称方向上,在许多磁性材料中是常见的,为新型自旋电子和声子器件提供了有前景的途径。
摘要: Chiral phonons are desirable for applications in spintronics but their generation and control remains a challenge. Here we demonstrate the emergence of truly chiral phonons from selective magnon-phonon coupling in inversion-symmetric magnetic systems. Considering bcc Fe as example, we quantitatively calculate hybridized magnon-phonon quasiparticle states across the entire Brillouin zone utilizing first-principles calculations. Our findings challenge conventional magneto-elastic interpretations and reveal finite zero-point phonon angular momentum and strong anomalous Hall responses linked to finite (spin) Berry curvatures. Our results further establish that the existence of chiral phonons, particularly along high-symmetry directions, is common in many magnetic materials, offering promising avenues for novel spintronic and phononic devices.
主题: 材料科学 (cond-mat.mtrl-sci)
引用方式: arXiv:2411.03879 [cond-mat.mtrl-sci]
  (或者 arXiv:2411.03879v1 [cond-mat.mtrl-sci] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2411.03879
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

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来自: Markus Weißenhofer [查看电子邮件]
[v1] 星期三, 2024 年 11 月 6 日 12:50:27 UTC (4,455 KB)
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