論文の概要: A Unified Theory of Collective Magnon and Orbiton Excitations in Altermagnets
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.10708v1
- Date: Wed, 09 Sep 2026 18:04:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-11 23:53:35.103906
- Title: A Unified Theory of Collective Magnon and Orbiton Excitations in Altermagnets
- Title（参考訳）: アルタマグネットにおける集合マグノンとオービトン励起の統一理論
- Abstract要約: 磁気学は近年、ネット磁化が消滅したにもかかわらず運動量依存のスピンスプリッティングを示すコリニア磁気相として出現した。
分割は、非磁性環境から生じる格子依存項と、等価な非磁性環境でも生き残る軌道秩序誘起交換異方性項の2つの異なる顕微鏡的寄与に由来することを示す。
我々の研究は、磁気の集合的マグノンと軌道上の励起を理解するための統一的な顕微鏡的枠組みを確立する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2239394800147746
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Altermagnetism has recently emerged as a distinct collinear magnetic phase exhibiting momentum-dependent spin-splitting despite vanishing net magnetization, as a consequence of inequivalent non-magnetic environments. Lately, it has been proposed that strong electronic correlations may yield spontaneous altermagnetism due to orbital ordering even for equivalent non-magnetic environments. While previous studies have largely focused on the electronic structure, a unified understanding of the collective excitations associated with these two different microscopic mechanisms stabilizing altermagnetism remains absent. Here, we develop an extended Kugel'-Khomskiĭ spin-orbital model on a decorated square lattice that simultaneously incorporates inequivalent non-magnetic environments and correlation-driven orbital ordering within a common theoretical framework. Employing a self-consistent mean-field spin-wave orbital-wave formalism, we demonstrate the emergence of mutually unhybridized but interdependent magnon and orbiton excitations exhibiting characteristic chiral-splitting. We show that the splitting originates from two distinct microscopic contributions: a lattice-dependent term arising from inequivalent non-magnetic environments and an orbital-order-induced exchange-anisotropy term that survives even for equivalent non-magnetic environments. The proposed framework therefore unifies the collective excitations associated with both types of altermagnetism. We further investigate the finite-temperature evolution of the coupled spin-orbital system, revealing the breakdown of spin-wave and orbital-wave approximations through spurious 1st-order transitions, while complementary classical Monte Carlo simulations recover the expected continuous 2nd-order behaviour. Our work establishes a unified microscopic framework for understanding collective magnon and orbiton excitations in altermagnets.
- Abstract（参考訳）: アルタ磁性は、非磁性環境の結果として、ネット磁化が消滅したにもかかわらず運動量依存のスピンスプリッティングを示すコリニア磁気相として最近出現した。
近年、強い電子相関が等価な非磁性環境であっても、軌道秩序による自発的な反磁性をもたらすことが提案されている。
これまでの研究は主に電子構造に焦点をあててきたが、これら2つの異なる顕微鏡機構に関連した集合的励起の統一的な理解はいまだに存在しない。
ここでは、非同値な非磁性環境と相関駆動軌道秩序を共通の理論枠組み内に同時に組み込んだ、装飾された正方格子上に拡張されたクジェール・コンスキースピン軌道モデルを開発する。
自己整合平均場-スピン波軌道波の定式化を用いて、特徴的なキラルスプリッティングを示す相互に非ヒブリド化されているが、相互依存のマグノンとオービトン励起の出現を実証する。
この分離は, 等価でない非磁性環境から生じる格子依存項と, 等価な非磁性環境においても存続する軌道秩序誘起交換異方性項の2つの異なる顕微鏡的寄与に由来することを示す。
提案した枠組みは, 両種類の交互磁性に関連する集合的励起を統一する。
さらに、結合したスピン軌道系の有限温度進化について検討し、スピン波と軌道波の近似を1次遷移によって分解し、相補的なモンテカルロシミュレーションは2次連続挙動を回復することを示した。
我々の研究は、磁気の集合的マグノンと軌道上の励起を理解するための統一的な顕微鏡的枠組みを確立する。
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