論文の概要: Quantum Phonon Dynamics Induced Spontaneous Spin-Orbit Coupling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.16944v1
- Date: Tue, 22 Oct 2024 12:19:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-23 14:27:32.643986
- Title: Quantum Phonon Dynamics Induced Spontaneous Spin-Orbit Coupling
- Title（参考訳）: スピン軌道結合による量子フォノンダイナミクス
- Authors: Xiangyu Zhang, Da Wang, Congjun Wu,
- Abstract要約: 半充填正方格子上でスピン依存電子-フォノンカップリングモデルについて検討した。
スピン軌道結合は、adiabatic制限の$lambda$に対して基底状態の順序として現れる。
我々の研究は、格子対称性によって禁止されている材料に隠されたスピン軌道カップリングの可能性を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.748987642024122
- License:
- Abstract: Spin-orbit coupling in solids is typically a single-body effect arising from relativity. In this work, we propose a spontaneous generation of spin-orbit coupling from symmetry breaking. A spin-dependent electron-phonon coupling model is investigated on a half-filled square lattice, which is solved by sign-problem-free quantum Monte Carlo simulations. The phase diagram as function of phonon frequency $\omega$ and coupling constant $\lambda$ is fully investigated. The spin-orbit coupling emerges as an order in the ground state for any $\lambda$ in the adiabatic limit, accompanied by a breathing mode of lattice distortion and a staggered loop spin-current. This phase dominates in the entire range of $\omega$ with $\lambda< \lambda_{\infty}$, a critical value in the $\omega \to \infty$ limit. With increasing $\omega$ and $\lambda > \lambda_{\infty}$, the emergent spin-orbit coupling is suppressed and a phase transition occurs leading to charge-density-wave degenerate with superconductivity order. Our work opens up the possibility of hidden spin-orbit coupling in materials where it is otherwise forbidden by lattice symmetry and paves the way to explore new usable materials or devices in spintronics.
- Abstract（参考訳）: 固体中のスピン軌道カップリングは通常、相対性理論から生じる単体効果である。
本研究では,対称性の破れからスピン軌道結合を自発的に生成する手法を提案する。
半充填正方格子上でのスピン依存電子-フォノンカップリングモデルについて,サインプロブレムフリー量子モンテカルロシミュレーションを用いて検討した。
フォノン周波数$\omega$と結合定数$\lambda$の関数としての位相図は、完全に研究されている。
スピン軌道結合は、断熱限界の$\lambda$の基底状態の順序として現れ、振動モードの格子歪みとスタッガードループスピン電流が伴う。
このフェーズは$\omega$と$\lambda< \lambda_{\infty}$の全範囲で支配的であり、$\omega \to \infty$制限の臨界値である。
$\omega$ および $\lambda > \lambda_{\infty}$ の増加に伴い、スピン軌道結合は抑制され、相転移が起こり、電荷密度波は超伝導秩序で縮退する。
我々の研究は、格子対称性によって禁止されている材料に隠されたスピン軌道カップリングの可能性を広げ、スピントロニクスで新しい使用可能な材料やデバイスを探索する方法を舗装する。
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