論文の概要: Plasmon manipulation by exchange magnetic field in two-dimensional spin-orbit coupled electronic systems: A higher-order relativistic k.p study

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.00665v1
• Date: Sat, 28 Feb 2026 14:13:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-03 19:50:56.314324
• Title: Plasmon manipulation by exchange magnetic field in two-dimensional spin-orbit coupled electronic systems: A higher-order relativistic k.p study
• Title（参考訳）: 2次元スピン軌道結合電子系における交換磁場によるプラズモン操作:高次相対論的k.p研究
• Authors: I. A. Nechaev, V. M. Silkin, E. E. Krasovskii,
• Abstract要約: 2次元電子系におけるプラズモン励起を記述するために高次相対論的k.pモデルが開発された。 このモデルは非ラシュバスピンモメンタムロックを可能にし、交換場と電子の実際のスピンとの直接結合を可能にする。
• 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: A higher-order relativistic k.p model is developed to describe plasmon excitations in two-dimensional (2D) electronic systems with spin-orbit coupling (SOC) and magnetic-exchange interactions. Derived entirely from ab initio band structure, the model allows for a non-Rashba spin-momentum locking and enables a direct coupling of the exchange field to the real spin of electrons. Using the BiTeI trilayer (hexagonal C3v symmetry) and the Si-terminated surface state of TbRh2Si2 (cubic C4v symmetry) as prototypes, we show that the exchange field induces strong, symmetry-dependent modifications of the band structure and plasmon dispersion. In BiTeI, it breaks the sixfold symmetry and leads to anisotropic, nonreciprocal plasmon modes, while in TbRh2Si2 it suppresses the characteristic triple spin winding and alters the plasmon damping. The results reveal that the interplay between SOC and exchange magnetism enables magnetic control of collective charge excitations in 2D spin-orbit systems beyond the Rashba paradigm.
• Abstract（参考訳）: スピン軌道結合(SOC)と磁気交換相互作用を持つ2次元(2次元)電子系におけるプラズモン励起を記述するために高次相対論的k.pモデルを開発した。 abイニシアトバンド構造から完全に派生したこのモデルは、非ラシュバスピンモメンタムロックを可能にし、交換場と電子の実際のスピンとの直接結合を可能にする。 BiTeI三層膜(ヘキサゴナルC3v対称性)とTbRh2Si2(キュビックC4v対称性)のSi末端表面状態を用いて、交換場がバンド構造とプラズモン分散の強い対称性に依存した変化を引き起こすことを示す。 BiTeIでは6倍対称性を破り、異方性非相反プラズモンモードをもたらすが、TbRh2Si2では特徴的な三重スピン巻線を抑え、プラズモン減衰を変化させる。 その結果、SOCと交換磁性の相互作用により、ラシュバパラダイムを超えた2次元スピン軌道系における集団電荷励起の磁気制御が可能であることが判明した。

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