• 螺旋磁性

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    螺旋磁性

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    螺旋磁性是一種磁排序形式,其中相鄰磁矩的自旋以螺旋或螺旋模式排列,具有 0 到 180 度之間的特征轉角。 它是鐵磁和反鐵磁交換相互作用之間競爭的結果。 可以將鐵磁性反鐵磁性視為特征轉角分別為 0 度和 180 度的螺旋磁結構。 螺旋磁序打破了空間反演對稱性,因為它在自然界中可以是左手或右手的。

    嚴格來說,螺旋磁鐵沒有xxx磁矩,因此有時被認為是一種復雜的反鐵磁體。 這將螺旋磁鐵與錐形磁鐵(例如 20 K 以下的鈥)區分開來,錐形磁鐵除了xxx磁矩外還具有螺旋調制。

    螺旋磁性于1959年首次提出,作為對二氧化錳磁性結構的解釋。 最初應用于中子衍射,此后通過洛倫茲電子顯微鏡更直接地觀察到它。 據報道,一些螺旋磁結構在室溫下是穩定的。 就像普通鐵磁體有分隔各個磁疇的疇壁一樣,螺旋磁鐵有自己的疇壁類別,其特征是拓撲電荷

    許多螺旋磁鐵具有手性立方結構,例如 FeSi (B20) 晶體結構類型。 在這些材料中,鐵磁交換和 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用的結合導致了具有相對較長周期的螺旋。

    螺旋磁性

    由于晶體結構即使在順磁態下也是非中心對稱的,因此向螺旋磁態的磁躍遷不會破壞反轉對稱性,并且螺旋方向被鎖定到晶體結構。

    另一方面,其他材料中的螺旋磁性也可以基于受抑磁性或 RKKY 相互作用。 結果是像 MnP 型 (B31) 化合物這樣的中心對稱結構也可以表現出雙螺旋型螺旋磁性,其中左右手螺旋共存。 對于這些巡回螺旋磁鐵,螺旋方向可以通過施加的電流和磁場來控制。

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