Spin dynamics of a magnetic Weyl semimetal SrMnSb

磁性ワイル半金属SrMnSbにおけるスピンダイナミクス

Cai, Z.*; Bao, S.*; Wang, W.*; Ma, Z.*; Dong, Z.-Y.*; Shangguan, Y.*; Wang, J.*; Ran, K.*; Li, S.*; 蒲沢 和也*; 中村 充孝   ; Adroja, D.*; Yu, S.-L.*; Li, J.-X.*; Wen, J.*

Cai, Z.*; Bao, S.*; Wang, W.*; Ma, Z.*; Dong, Z.-Y.*; Shangguan, Y.*; Wang, J.*; Ran, K.*; Li, S.*; Kamazawa, Kazuya*; Nakamura, Mitsutaka; Adroja, D.*; Yu, S.-L.*; Li, J.-X.*; Wen, J.*

ディラック物質は量子現象と共にキャリアの役割を探索するのに良い系で、磁気ワイル半金属のSrMnSbはワイルフェルミオンとマグノンの関係を研究する良い舞台である。本研究では、SrMnSbの単結晶の中性子非弾性散乱実験を行い、磁性Mn層の分散は約76meVまで広がり、層間の分散は6meVの狭いバンド幅を持つことを見出した。また、これらの実験結果はハイゼンベルグ・スピンハミルトニアンを用いた線形スピン波理論によって再現可能である。本研究では、ワイルフェルミオンとマグノンが共存しているにもかかわらず、SrMnSb中のワイルフェルミオンが磁気ダイナミクスに影響を与えているという明確な証拠は得られなかった。これは、ワイルフェルミオンとマグノンがSb層とMn層に別々に存在し、この擬二次元性による層間結合の弱さに起因するもの考えられる。

Dirac matters provide a platform for exploring the interplay of their carriers with other quantum phenomena. SrMnSb has been proposed to be a magnetic Weyl semimetal and provides an excellent platform to study the coupling between Weyl fermions and magnons. We performed inelastic neutron scattering measurements on single crystals of SrMnSb, and found The dispersion in the magnetic Mn layer extends up to about 76 meV, while that between the layers has a narrow band width of 6 meV. Despite the coexistence of Weyl fermions and magnons, we find no clear evidence that the magnetic dynamics are influenced by the Weyl fermions in SrMnSb, possibly because that the Weyl fermions and magnons reside in the Sb and Mn layers separately, and the interlayer coupling is weak due to the quasi-two-dimensional nature of the material.