論文の概要: Deterministic role of chemical bonding in the formation of altermagnetism: Reflection from correlated electron system NiS

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.00453v2
• Date: Tue, 28 Jan 2025 17:10:58 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-29 20:06:05.319952
• Title: Deterministic role of chemical bonding in the formation of altermagnetism: Reflection from correlated electron system NiS
• Title（参考訳）: 反磁性形成における化学結合の決定論的役割:相関電子系NiSからの反射
• Authors: Arijit Mandal, Arindom Das, B. R. K. Nanda,
• Abstract要約: 新たなコリニア磁気状態であるオルテルマグネティズムは、ここ数年で大きな注目を集めている。 我々は, 結晶化学結合の役割を探求し, 反磁性の形成を説明する。 ASS分割が最大となるNiAs型六角形結晶において,12個の反節状領域を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Altermagnetism, a new collinear magnetic state, has gained significant attention in the last few years, and the underlying mechanisms driving this quantum phase are still evolving. Going beyond the group theoretical analyses, which focus on providing a binary description of the presence or absence of the altermagnetic state, in this work, we explore the role of crystal chemical bonding. As the latter successfully integrates the crystal and orbital symmetries and is tunable, it provides a quantitative and realistic mechanism to explain the formation of altermagnetism. From the first principles calculations and tight-binding models within the framework of the linear combination of atomic orbitals on NiS, we establish a set of selection rules for the formation of altermagnetism in the NiAs prototype compounds (e.g. CrSb, MnTe, etc.). Broadly, if single orbitals from Ni and S sites are involved in the bonding, the second neighbor interaction between the nonmagnetic atoms is a must to modulate the intra-sublattice interactions differently for the opposite spin sublattices so that the antiferromagnetic sublattice band degeneracy is lifted and momentum-dependent altermagnetic spin split (ASS) appears. However, when multiple orbitals are involved from the Ni and S sites in the chemical bonding, altermagnetism is naturally present. Together they amplify the ASS. Further, we propose twelve antinodal regions in the NiAs type hexagonal crystals, where ASS split is maximum. Specific to NiS, ASS increases with correlation, and for the edge valence and conduction bands it can go beyond 1eV. The present study opens up new pathways to design chemical bonding driven selection rules in addition to the existing crystal symmetry criteria to tailor tunable altermagnetism.
• Abstract（参考訳）: 新たなコリニア磁気状態であるオルテルマグネティズムは、ここ数年で大きな注目を集めており、この量子相を駆動するメカニズムはいまだ進化を続けている。 本研究は, 磁気変化状態の存在と存在を二項的に記述することに焦点を当てた群の理論解析を超越して, 結晶化学結合の役割を探求する。 後者は結晶と軌道の対称性をうまく統合し、調整可能であるため、反磁性の形成を説明する定量的かつ現実的なメカニズムを提供する。 NiS上の原子軌道の線形結合の枠組みにおける第一原理計算と強結合モデルから、NiAsの試作化合物(例えばCrSb,MnTeなど)における反磁性の形成のための一連の選択規則を確立する。 広くは、NiとSのサイトからの単一軌道が結合に関与している場合、非磁性原子間の第2の隣り合う相互作用は、反強磁性のサブ格子バンドの縮退が持ち上げられ、運動量依存の反磁性スピン分裂(ASS)が現れるように、反対のスピンのサブ格子の相互作用を異なる方向に変調する必要がある。 しかし、化学結合においてNiとSの複数の軌道が関与している場合、反磁性は自然に存在する。 共にASSを増幅する。 さらに, ASS 分割が最大となるNiAs 型六方晶における12個の対向領域を提案する。 NiS に特有な ASS は相関によって増加し、エッジ原子価と伝導帯は 1eV を超えることができる。 本研究は、既存の結晶対称性基準に加えて、化学結合駆動選択規則を設計するための新しい経路を開放する。

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