論文の概要: Crystal fields, exchange, and dipolar interactions and noncollinear magnons of erbium oxide

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.07234v1
• Date: Wed, 09 Apr 2025 19:20:13 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-19 01:11:36.657212
• Title: Crystal fields, exchange, and dipolar interactions and noncollinear magnons of erbium oxide
• Title（参考訳）: 酸化エルビウムの結晶場,交換,双極子相互作用と非コリニアマグノン
• Authors: Kian Maleki, Michael E. Flatté,
• Abstract要約: 有効イオンハミルトニアンからの非コリン反強磁性体である酸化エルビウム中のマグノンの性質をシミュレートする。 その結果, マグノンの偏差の平均値と正規化値の差は, 隣り合う40分の1に双極子相互作用が組み込まれている場合の平均値よりも10～6ドル以下であることが判明した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We simulate the properties of magnons in erbium oxide, a noncollinear antiferromagnet, from an effective single-ion Hamiltonian, including exchange and long-range dipolar interactions. We parametrize the crystal field splitting of Er$_2$O$_3$ using Steven's operators and obtain the effective symmetry-dependent exchange constants between different erbium ions quenched by the crystal field at different symmetry sites. We apply the Holstein-Primakoff transformation to the noncollinear spin system and employ paraunitary diagonalization for the effective spin Hamiltonian. The addition of the dipolar interaction to the exchange magnon dispersion changes the magnon bands drastically. The long-range nature of the dipolar interaction provides challenges to convergence, however we find that the averaged and normalized difference in the magnon dispersion is less than an averaged factor of $10^{-6}$ if the dipolar interaction is included out to the fortieth nearest neighbor.
• Abstract（参考訳）: 我々は、交換および長距離双極子相互作用を含む効果的な単一イオンハミルトニアンから、非コリニア反強磁性体である酸化エルビウム中のマグノンの性質をシミュレートする。 我々は、スティーブンの演算子を用いて、Er$_2$O$_3$の結晶場分裂をパラメタライズし、異なる対称性部位の結晶場によって焼成される異なるエルビウムイオン間の有効対称性依存交換定数を得る。 ホルシュタイン・プリマコフ変換を非線形スピン系に適用し、有効スピンハミルトニアンに対してパラユニタリ対角化を用いる。 交換マグノン分散に対する双極子相互作用の追加は、マグノンバンドを大きく変化させる。 双極子相互作用の長距離的性質は収束に挑戦するが、隣り合う40個に双極子相互作用を含めると、マグノン分散における平均的および正規化された差は平均10〜6の係数以下であることが分かる。

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