稀土阻挫磁体中晶体场激发激活手性声子的研究 | 进展

本文研究了稀土三角晶格硒化物KNdSe₂中晶体场激发与光学声子之间的耦合效应。稀土阻挫磁体因其4f电子的强局域性和自旋轨道耦合，在晶体场作用下形成具有不同对称性的能级。传统上，晶体场激发主要用于确定低能自旋模型，但该研究揭示了其与声子耦合的新机制。研究背景在于晶体场激发与光学声子能量相近时可能产生晶格动力学效应。研究目的为通过螺旋度分辨的低温强磁场拉曼光谱，探究KNdSe₂中晶体场-声子耦合对声子手性的激活作用。实验发现，磁场诱导晶体场能级劈裂和波函数重构，通过晶体场-声子耦合将电子角动量传递给晶格振动，使Eg声子形成手性声子，在9T磁场下劈裂约3 cm⁻¹，有效声子磁矩约0.4 μB。理论模型定量再现了实验结果，表明四极矩型耦合和角动量守恒是核心机制。结论指出，该工作突破了将晶体场激发仅视为局域能级的传统认识，为探索磁声耦合和手性声子材料提供了物理基础。