Нарушение P- и T-симметрий и магнитогальванические эффекты в металлических антиферромагнетиках

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В работе исследован процесс генерации гальванических токов переменным магнитным полем в антиферромагнитных металлах и полуметаллах на примере Mn2Au и CuMnAs. Показано, что в металлических антиферромагнетиках тетрагональной симметрии внешнее магнитное поле приводит к перераспределению зарядовой плотности, и, как следствие, к возникновению электрической поляризации и токов смещения. На основе методов теоретико-группового анализа и лагранжева формализма предложена модель для расчета магнитогальванических эффектов в данных материалах. Рассчитан электрический отклик системы на переменное магнитное поле, изменяющееся по линейному и гармоническому законам. Показано, что адиабатически меняющееся внешнее магнитное поле генерирует электрический ток, который исчезает в полях насыщения, а при гармонической модуляции поля возникает переменный электрический ток с отличным от нуля средним значением.

Об авторах

З. В Гареева

Институт физики молекул и кристаллов – обособленное структурное подразделение Федерального государственного бюджетного научного учреждения “Уфимский федеральный исследовательский центр Российской академии наук”

Email: zukhragzv@yandex.ru
Уфа, Россия

К. А Звездин

ООО “Новые спинтронные технологии”

Сколково, Москва, Россия

А. И Попов

Национальный исследовательский университет “МИЭТ”

Зеленоград, Москва, Россия

А. К Звездин

ООО “Новые спинтронные технологии”; Институт общей физики им. А. М. Прохорова РАН

Email: zvezdin.ak@phystech.edu
Сколково, Москва, Россия; Москва, Россия

Список литературы

  1. A.D. Din, O.J. Amin, P. Wadley, and K. W. Edmonds, Npj Spintronics 2, 1 (2024).
  2. T. Jungwirth, X. Marti, P. Wadley, and J. Wunderlich, Nature Nanotech 11, 3 (2016).
  3. V. Baltz, A. Manchon, M. Tsoi, T. Moriyama, T. Ono, and Y. Tserkovnyak, Rev. Mod. Phys. 90, 015005 (2018).
  4. F. Saurenbach, U. Walz, L. Hinchey, P. Grünberg, and W. Zinn, J. Appl. Phys. 63, 3473 (1988).
  5. M. N. Baibich, J. M. Broto, A. Fert, F. N. van Dau, F. Petroff, P. Etienne, G. Creuzet, A. Friederich, and J. Chazelas, Giant Phys. Rev. Lett. 61, 2472 (1988).
  6. J. C. Slonczewski, Phys. Rev. B 39, 6995 (1989).
  7. L. Berger, Phys. Rev. B 54, 9353 (1996).
  8. P. M. Haney, D. Waldron, R. A. Duine, A. S. N´u˜nez, H. Guo, and A. H. MacDonald, Phys. Rev. B 75, 174428 (2007).
  9. A. S. N´u˜nez, R. A. Duine, P. Haney, and A. H. MacDonald, Phys. Rev. B 73, 214426 (2006).
  10. E. V. Gomonay and V. M. Loktev, Low Temp. Phys. 40, 17 (2014).
  11. O. Gomonay, T. Jungwirth, and J. Sinova, Phys. Rev. Lett. 117, 017202 (2016).
  12. O. Gomonay, T. Jungwirth, and J. Sinova, Phys. Rev. B 98, 104430 (2018).
  13. F. M´aca, J. Maˇsek, O. Stelmakhovych, X. Mart´ı, H. Reichlov´a, K. Uhlı˜rov´a, P. Beran, P. Wadley, V. Nov´ak, and T. Jungwirth, J. Magn. Magn. Mater. 324, 1606 (2012).
  14. N. V. Dai, N. C. Thuan, L. V. Hong, N. X. Phuc, Y. P. Lee, S. A. Wolf, and D. N. H. Nam, Phys. Rev. B 77, 132406 (2008).
  15. X. L. Tang, H. W. Zhang, H. Su, Y. L. Jing, and Z. Y. Zhong, Phys. Rev. B 81, 052401 (2010).
  16. H. Zhang, W. Yang, Y. Wang, and X. Xu, Phys. Rev. B 103, 094433 (2021).
  17. N. P. Armitage, E. J. Mele, and A. Vishwanath, Rev. Mod. Phys. 90, 015001 (2018).
  18. A. M. Shikin, N. L. Zaitsev, T. P. Estyunina et al. (Collaboration), Sci. Rep. 15, 1741 (2025).
  19. P. Wadley, B. Howells, J. Železný et al. (Collaboration), Science 351, 587 (2016).
  20. K. Olejník, V. Schuler, X. Martí, V. Novák, Z. Kašpar, P. Wadley, R. P. Campion, K. W. Edmonds, B. L. Gallagher, J. Garces, M. Baumgartner, P. Gambardella, and T. Jungwirth1, Nat. Commun. 8, 1 (2017).
  21. J. Železný, P. Wadley, K. Olejník, A. Hoffmann, and H. Ohno, Nature Phys. 14, 3 (2018).
  22. J. Godinho, H. Reichlová, D. Kriegner, V. Novák, K. Olejník, Z. Kašpar, Z. Sobáň, P. Wadley, R. P. Campion, R. M. Otxoa, P. E. Roy, J. Železný, T. Jungwirth, and J. Wunderlich, Nat. Commun. 9, 4686 (2018).
  23. J. Železný, H. Gao, K. Výborný, J. Zemen, J. Masek, A. Manchon, J. Wunderlich, J. Sinova, and T. Jungwirth, Phys. Rev. Lett. 113, 157201 (2014).
  24. S. Y. Bodnar, L. Šmejkal, I. Turek, T. Jungwirth, O. Gomonay, J. Sinova, A. A. Sapozhnik, H.-J. Elmers, M. Klaui, and M. Jourdan, Nat. Commun. 9, 348 (2018).
  25. Е.А. Туров, А.В. Колчанов, В.В. Меньшенин, И.Ф. Мирсаев, В. В. Николаев, Симметрия и физические свойства антиферромагентников, МАИК “Наука/Интерпериодика” (2001).
  26. A. K. Звездин, Письма в ЖЭТФ 29, 605 (1979); arXiv:1703.01502 [Cond-Mat] (2017).
  27. R. Dubrovin, A. V. Kimel, and A. K. Zvezdin, arXiv preprint arXiv:2502.11793.
  28. S. D. Ganichev, E. L. Ivchenko, V. V. Bel’Kov, S. A. Tarasenko, M. Sollinger, D. Weiss, W. Wegscheider, and W. Prettl, Nature 417, 153 (2002).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025