Forschung: Landau-Niveaus für Spinwellen in Antiferromagne­ten mit Gitterverspan­nung

Mechanische Deformationen und daraus resultierende Verspannungen haben sich zu einem interessanten Werkzeug zu Erzeugen neuer Materiezustände entwickelt.So können inhomogene Gitterverzerrungen benutzt werden, um künstliche Eichfelder für bewegliche Teilchen zu generieren. Wir haben mithilfe dieses Konzepts einen neuen magnetischen Zustand vorgeschlagen, nämlich einen Mott-isolierenden Antiferromagneten, dessen magnteisches Anregungsspektrum Landau-Niveaus aufweist. Dazu verwenden wir ein Heisenberg-Modell auf einen Honigwaben-Gitter. Hier führt eine triaxiale Verspannung zu Pseudo-Landau-Niveaus am oberen Ende des Spinwellen-Spektrums; die Entartungen dieser Landau-Niveaus sind durch emergente Supersymmetrie gekennzeichnet. Wir entwickeln außerdem ein Verspannungsprotokoll, welches zu perfekt quantisierten Landau-Niveaus auf der gesamten Bandbreite führt. Experimentelle  Realisierungen sind beispielsweise in van-der-Waals-gekoppelten geschichteten Magneten möglich.

M. M. Nayga, S. Rachel, M. Vojta,
Magnon Landau levels and emergent supersymmetry in strained antiferromagnets,
Phys. Rev. Lett. 123, 207204 (2019), arXiv:1903.05097