Spin susceptibilities of altermagnets
(2024) FYSK04 20241Department of Physics
Mathematical Physics
- Abstract
- Altermagnetism is an emerging field within condensed matter physics. This new magnetic phase was first theoretically considered and later experimentally observed. The physical properties of altermagnets are speculated to make them appealing candidates for applications within fields such as spintronics and superconductivity. To determine which materials exhibit altermagnetism, numerical considerations predict that the spin-flip susceptibilities ought to be split for altermagnets, but not for certain other magnetic phases. This splitting can be experimentally determined using inelastic neutron spectroscopy, which has consequently been suggested as a tool to probe for altermagnetism. In this thesis, we analytically study spin susceptibilities... (More)
- Altermagnetism is an emerging field within condensed matter physics. This new magnetic phase was first theoretically considered and later experimentally observed. The physical properties of altermagnets are speculated to make them appealing candidates for applications within fields such as spintronics and superconductivity. To determine which materials exhibit altermagnetism, numerical considerations predict that the spin-flip susceptibilities ought to be split for altermagnets, but not for certain other magnetic phases. This splitting can be experimentally determined using inelastic neutron spectroscopy, which has consequently been suggested as a tool to probe for altermagnetism. In this thesis, we analytically study spin susceptibilities of a simple minimal altermagnetic model. Various spin susceptibilities are obtained, and subsequently verified by numerical considerations and comparisons with known limiting cases. The physical implications of the susceptibilities are discussed, and further analytical considerations are suggested to make the model more physically relevant. (Less)
- Popular Abstract (Swedish)
- Forskning inom elektromagnetiska fenomen kan betraktas som en av de viktigaste vetenskapliga fälten, då en betydande del av modern teknologi och infrastruktur bygger på principer som har utvecklats från detta område. Att förstå det fysikaliska ursprunget av magnetiska effekter och deras tillämpningar är av stort intresse inom fasta tillståndets fysik.
På senare år har teoretisk forskning förutspått en ny typ av magnetism, som senare fick namnet altermagnetism. Den unika kombinationen av fysikaliska egenskaper hos altermagneter gör dem till lovande kandidater för tillämpningar inom många teknologiska områden.
Kort efter att altermagnetismen föreslogs existera kunde det verifieras genom experiment. Nu är altermagnetism ett snabbt... (More) - Forskning inom elektromagnetiska fenomen kan betraktas som en av de viktigaste vetenskapliga fälten, då en betydande del av modern teknologi och infrastruktur bygger på principer som har utvecklats från detta område. Att förstå det fysikaliska ursprunget av magnetiska effekter och deras tillämpningar är av stort intresse inom fasta tillståndets fysik.
På senare år har teoretisk forskning förutspått en ny typ av magnetism, som senare fick namnet altermagnetism. Den unika kombinationen av fysikaliska egenskaper hos altermagneter gör dem till lovande kandidater för tillämpningar inom många teknologiska områden.
Kort efter att altermagnetismen föreslogs existera kunde det verifieras genom experiment. Nu är altermagnetism ett snabbt växande forskningsområde inom den kondenserade materiens fysik. För att identifiera material som är altermagnetiska har det diskuterats att man kan studera deras spinnkänslighet genom neutronspektroskopi. För altermagneter förutspås det att spinnkänsligheten visar en fördelning, vilket inte förekommer i vissa andra typer av magneter. Givet godtagbara mätinstrument bör denna fördelning vara mätbar genom neutronskeptroskpi. Neutronanläggningar, såsom ESS i Lund, planerar att göra neutronspektroskopi mer åtkomligt för forskningsändamål. Därmed kan ESS potentiellt användas för att identifiera altermagnetiska material.
I detta arbete studeras spinnkänsligheten av enkla modeller för altermagneter genom analytiska metoder. I arbetet tas det fram flera ekvationer för olika typer av spinnkänslighet, som sedan verifieras numeriskt, samt genom att överväga kända gränsfall. Modellen som presenteras i arbetet förutspår en fördelning, vars matematiska samband presenteras. Slutligen diskuteras potentiella förbättringar av modellen för att göra den mer fysiskt relevant.
Detta arbete strävar efter att bidra till att forskningen inom altermagnetiska material kan fördjupas och att ge en inblick i hur förenklade modeller av altermagneter kan ge upphov till intressanta fysikaliska egenskaper. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/9164326
- author
- Skoglund, William LU
- supervisor
- organization
- course
- FYSK04 20241
- year
- 2024
- type
- M2 - Bachelor Degree
- subject
- keywords
- Altermagnetism, Spin susceptibilities
- language
- English
- id
- 9164326
- date added to LUP
- 2024-06-26 08:07:24
- date last changed
- 2024-06-26 08:07:24
@misc{9164326,
abstract = {{Altermagnetism is an emerging field within condensed matter physics. This new magnetic phase was first theoretically considered and later experimentally observed. The physical properties of altermagnets are speculated to make them appealing candidates for applications within fields such as spintronics and superconductivity. To determine which materials exhibit altermagnetism, numerical considerations predict that the spin-flip susceptibilities ought to be split for altermagnets, but not for certain other magnetic phases. This splitting can be experimentally determined using inelastic neutron spectroscopy, which has consequently been suggested as a tool to probe for altermagnetism. In this thesis, we analytically study spin susceptibilities of a simple minimal altermagnetic model. Various spin susceptibilities are obtained, and subsequently verified by numerical considerations and comparisons with known limiting cases. The physical implications of the susceptibilities are discussed, and further analytical considerations are suggested to make the model more physically relevant.}},
author = {{Skoglund, William}},
language = {{eng}},
note = {{Student Paper}},
title = {{Spin susceptibilities of altermagnets}},
year = {{2024}},
}