Tunable interplay of orbital and spin magnetization in trigonal tellurium
Florida State University（佛罗里达州立大学）；National High Magnetic Field Laboratory（国家高磁场实验室）；Purdue University（普渡大学）
本研究通过静电门控揭示三碲中轨道与自旋磁化的相互作用，利用磁输运测量和对称性分析，建立了理解轨道磁化的通用框架，为轨道电子学和自旋电子学的应用提供了新途径。
2026-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Residual orbital magnetization governs the anomalous Hall effect in altermagnets
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
本文指出交变磁体中残余轨道磁化强度通过广义Středa关系决定反常霍尔电导率，揭示了MnTe型交变磁体中局域晶体场和自旋-轨道耦合产生净轨道磁矩的微观机制。
2026-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital magnetization in periodic insulators
在Wannier表象下，我们导出了周期绝缘体的轨道磁化强度的表达式。磁化被证明是由两个贡献，一个明显的一个与内部循环的散装Wannier函数在内部，和一个意想不到的一个所产生的净电流进行Wannier函数附近的表面。每一个贡献都可以用规范不变的Bloch函数表示为一个体性质。我们的表达式进行了验证，通过比较有限和周期性样品的数值紧束缚计算。
2005-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Geometric Origin of Nonlinear Current Induced Orbital Magnetization
University of Macau（澳门大学）；Great Bay University（大湾区大学）；Great Bay Institute for Advanced Study（大湾区高等研究院）；Fudan University（复旦大学）；Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids（马克斯·普朗克固体化学物理研究所）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；The Hong Kong Polytechnic University（香港理工大学）
该研究针对非线性电流诱导轨道磁化的理论挑战，通过微观推导构建理论，结合第一性原理计算预测特定材料中存在显著非线性轨道磁化，其量子几何起源与两类极化率相关且可主导自旋对应物。
2026-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital torque and efficient magnetization switching using ultrathin Co|Al light-metal interfaces: Experiments and modeling
Laboratoire Albert Fert, CNRS, Thales, Université Paris-Saclay（阿尔贝·费尔特实验室，法国国家科学研究中心，泰雷兹集团，巴黎萨克雷大学）
本研究通过实验与建模探讨了超薄Co|Al轻金属界面在轨道扭矩和高效磁化翻转中的作用，揭示了轨道极化生成的关键机制。
2025-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Layer-Dependent Orbital Magnetization in Graphene-Haldane Heterostructures
Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育研究所加尔各答分校）
研究石墨烯-哈达玛异质结构中层依赖的轨道磁化，揭示层数对磁化行为的影响，发现三至四层石墨烯在特定偏置下出现磁化符号反转。
2026-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Linear dichroic x-ray absorption response of Ti-Ti dimers along the $c$ axis in Ti$_2$O$_3$ upon Mg substitution
本研究利用Ti $L_{2,3}$边软X射线线性二色光谱，揭示Mg取代引入空穴掺杂后Ti$_2$O$_3$中Ti-Ti $a_{1g}a_{1g}$单重键的存续条件及其向$e_g^π$轨道对称性的转变。
2023-11-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital Magnetization from Uniform and Periodic Magnetic Fields
University of Kentucky（肯塔基大学）
通过量子霍尔铁磁体中的解析计算，证明轨道磁化可由周期磁场的局域响应和均匀磁场的热力学导数两种方式得到相同结果，从而将轨道磁化解释为与Středa公式相关的谱流能量。
2026-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Adiabatic Pumping of Orbital Magnetization by Spin Precession
本文提出自旋进动驱动的轨道磁化绝热泵浦机制，揭示小锥角下磁化正比于自旋与其时间导数叉积并贡献磁振子塞曼效应，大锥角下在反铁磁拓扑绝缘体中可达自然单位e/T，并进一步讨论非均匀磁化泵浦的无耗散电荷电流及边缘态边界贡献。
2025-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Facilitating field-free perpendicular magnetization switching with a Berry curvature dipole in a Weyl semimetal
该研究报道了WTe2/Fe3GeTe2异质结构中贝里曲率偶极子相关的轨道埃德尔斯坦效应产生的轨道力矩与自旋轨道力矩的协同作用，实现了无场垂直磁化翻转并独立调控两种力矩，加深了对力矩协同动力学的理解并为磁阻随机存取存储器应用提供思路。
2024-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital magnetization and Chern number in a supercell framework: Single k-point formula
计算晶体系统轨道磁化强度的关键公式是最近发现的[D。Ceresoli，T. Thonhauser，D.范德比尔特河Resta，Phys. Rev. B { \bf 74}，024408（2006）]：它是根据布里渊区积分给出的，该积分在倒数空间网格上离散化以用于数值实现。我们发现这里的单${\bf k}$ -点的限制，有用的足够大的超晶胞，特别是在框架的Car-Parrinello模拟非晶态系统。我们验证我们的公式上的测试情况下的晶体系统，其中的超级细胞被选为一个大的倍数的基本细胞。我们还表明，-有点违反直觉-甚至陈数（在2D）可以使用一个单一的哈密顿对角化进行评估。
2007-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain Tunable Berry Curvature Dipole, Orbital Magnetization and Nonlinear Hall Effect in WSe2 Monolayer
在时间反演对称性破缺系统中，电子拓扑结构通常与Berry曲率有关，Berry曲率可以引起反常的霍尔效应.本征单层过渡金属二硫属化物具有两个不等价的K和K'谷，Berry曲率符号相反，从而消除了体系中的反常霍尔效应。在这里，我们报告的实验实现的Berry曲率在一个单一的谷单轴应变打破C3 v对称性WSe 2单分子层。因此，虽然K谷和K'谷的Berry曲率本身仍然相反，但这两个谷对非零Berry曲率偶极子的贡献是相等的。在施加电场时，出现的Berry曲率偶极子将导致面外轨道磁化，这进一步诱导对E^2具有线性响应的异常霍尔效应，称为非线性霍尔效应。利用门控技术研究了中等空穴掺杂的WSe_2单层薄膜的非线性霍尔效应的应变调制输运特性。二次谐波霍尔信号与电场呈二次函数关系，对应的轨道磁化强度单位电流密度可达60。与具有面内自旋极化的传统Rashba-Edelstein效应相比，这种电流诱导的轨道磁化沿着面外方向，从而有望实现垂直磁化的高效电开关。
2021-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Manipulating Anomalous Hall Antiferromagnets with Magnetic Fields
在某些非共线反铁磁体中，对称性考虑意味着非零反常霍尔效应（AHE），也意味着非零轨道磁化和净自旋磁化。我们已经明确地评估了几个异常的霍尔效应反铁磁体的轨道磁化，并发现它们往往占主导地位的自旋磁化，特别是当自旋轨道相互作用是弱的。由于轨道磁化的相对重要性更大，磁序和外部磁场之间的耦合是不寻常的。我们解释了如何磁场可以用来操纵在这些系统中的磁配置，特别是指出的重要作用所发挥的响应轨道磁化的塞曼自旋交换领域。
2019-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dominant orbital magnetization in the prototypical altermagnet MnTe
University of Groningen（格罗宁根大学）；Institute of Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理研究所）；SPIN-CNR（自旋-国家研究委员会）
本研究通过密度泛函理论揭示了原型反铁磁体MnTe中轨道磁化主导的现象，发现轨道磁化在z轴方向显著，而自旋磁化较小，且轨道磁化对载流子密度变化具有鲁棒性。
2026-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital Hall effect assisted field-free perpendicular magnetization switching
本文提出利用Mo底层的强轨道霍尔效应及轨道—自旋转换放大平面内类阻尼转矩，在Co/PtGd器件中实现无需外磁场的垂直磁化确定性翻转。
2025-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital-excitation-dominated magnetization dissipation and quantum oscillation of Gilbert damping in Fe films
本研究利用第一性原理计算与铁磁共振实验，揭示了Fe中轨道激发主导的自旋耗散机制及低温下由量子阱态引起的Gilbert阻尼振荡，解释了Fe基合金的超低阻尼现象。
2025-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital Magnetization of Correlated States in Twisted Bilayer Transition Metal Dichalcogenides
University of Washington（华盛顿大学）；Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）
研究双层过渡金属二硫化物中相关态的轨道磁化，通过扩展现代轨道磁化理论，结合Hartree-Fock态，揭示轨道磁化与扭曲角的非单调依赖关系。
2026-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Current Driven Magnetization Reversal in Orbital Chern Insulators
由于自发谷极化和拓扑非平凡谷投影带的共同影响，具有平坦莫尔带的石墨烯多层膜可以表现出量子化的反常霍尔效应.这些陈氏绝缘体中的霍尔效应的符号可以通过施加外部磁场或通过驱动传输电流通过系统来反转。我们提出了一种电流驱动的机制，使反转发生在（电流$I$，磁场$B$）控制参数空间中的直线上，斜率为$dI/dB = (e/h)\, M A_{M} \, (1-γ^2)/γ$，其中$M$是磁化强度，$A_M$是莫尔晶胞面积，$γ<1$是沿畴壁谷之间的化学电势差与电偏压$eV$的比值。
2020-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital magnetization in crystalline solids: Multi-band insulators, Chern insulators, and metals
我们导出了正常周期绝缘体中轨道磁化的多带公式（即，其中陈氏不变量，或在2d中陈氏数，消失）。在最近发展单带形式化[T. Thonhauser，D. Ceresoli，D. Vanderbilt和R. Resta，Phys. Rev. { \bf 95}，137205（2005）]，我们在Wannier表示中工作，发现磁化由两个贡献组成，一个明显的贡献与内部的块状Wannier函数的内循环有关，另一个意外的贡献来自表面附近Wannier函数携带的净电流。与单带情况不同，其中这些贡献中的每一个分别是规范不变的，在多带公式中，只有两项的\emph{sum}是规范不变的。我们的轨道磁化强度的最终表达式可以重写为布洛赫函数的体属性，使其易于在现代代码包中实现。的倒数空间表达式进行评估的2D模型系统和结果进行了验证，通过比较从散装有限样品的磁化计算。最后，虽然我们的正式证明是有限的正常绝缘体，我们也提出了一个启发式的扩展陈省身绝缘体（具有非零陈省身不变量）和金属。通过与从2D模型系统的块体中切割的有限样品的磁化强度进行比较，再次测试了这种扩展的有效性。我们发现很好的协议，从而提供了强有力的经验证据，有利于启发式公式的有效性。
2006-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Activation of anomalous Hall effect and orbital magnetization by domain walls in altermagnets
Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）；Johannes Gutenberg University Mainz（约翰内斯·古腾堡美因茨大学）
研究通过域墙激活纯交替铁磁体中的异常霍尔效应和轨道磁化，揭示了域墙在理解其磁输运性质中的关键作用。
2025-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-induced orbital magnetization in systems without inversion symmetry
在具有时间反演对称性的系统中，轨道磁化在平衡时为零。最近，有人提出，螺旋晶体结构中的电流可以以与经典螺线管中相同的方式感应轨道磁化。在本文中，我们扩展了这一理论，并研究了电流诱导的轨道磁化在更广泛的一类系统没有反转对称性。首先，我们考虑没有反转对称性的极性金属。我们发现，即使没有自旋轨道耦合，电流诱导的轨道磁化也出现在垂直于电流的方向上。利用微扰方法，我们从物理上阐明了极性金属中电流诱导的轨道磁化是如何出现的。作为一个例子，我们计算了SnP中的电流诱导轨道磁化强度，发现它可能足够大以进行测量。接下来，我们考虑一个没有反演对称的二维系统。建立了一种利用厚度方向的实空间坐标计算面内方向电流感生轨道磁化强度的方法。通过将这一理论应用于绝缘体的表面和界面，我们发现，沿表面和界面的电流感应出垂直于电流的轨道磁化。
2020-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Orbital magnetization of a metal is not a bulk property in the mesoscopic regime
本文发现在介观尺度下，改变3维固体表面约$N^2$个原子会使磁矩产生与$N^3$成正比的变化，表明金属轨道磁化不再是体性质。
2024-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of Orbital Magnetization in Solids
在这篇评论文章中，我们调查了相对较新的理论轨道磁化在固体中，通常被称为“现代理论的轨道磁化”及其应用。令人惊讶的是，虽然在有限系统（如原子和分子）中轨道磁化的计算是直接的，但在扩展系统或固体中，由于位置算子在这种情况下定义不清，因此长期以来一直无法计算。克服这个问题的方法，首先在2005年开发，在本次审查的第一部分，我们提出的主要思想达到从Wannier函数的方法，半经典和有限温度形式主义。在第二部分中，我们描述了计算轨道磁化强度的实际方面，如采取k-空间导数，赝势的形式主义，一个单一的k点推导，Wannier插值方案，和DFT的具体方面。然后，我们显示最近的计算结果，铁，钴和镍。在本文的最后一部分，我们重点介绍了轨道磁化的直接应用。特别是，我们将审查如何属性，如核磁共振屏蔽张量和电子顺磁共振g张量可以优雅地计算在轨道磁化的导数。
2011-05-26 cond-mat.mtrl-sci
Observation of in-plane anomalous Hall effect associated with orbital magnetization
研究在磁性 Weyl 半金属 EuCd$_2$Sb$_2$ 低载流子密度薄膜中观测到面内反常霍尔效应，并用面内磁场诱导的 Weyl 点分裂或轨道磁化解释其三重旋转对称性。
2024-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital magnetization from interface reflections in a conductor with charge current
本文提出导体平坦界面可作为长程斜散射体，在平行电流下因顺、逆时针反射失衡产生线性分布的净轨道磁化，并可由空间分辨 Kerr 效应测量验证。
2025-02-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Towards a theory of surface orbital magnetization
体轨道磁化理论在倒易空间中基于Berry曲率和相关量，在实空间中根据量子力学局域标记的空间平均来制定。在这里，我们考虑一个三维的反铁磁材料具有消失的体积，但非零的表面轨道磁化。我们问是否表面磁化的表面法向分量是很好地定义，如果是这样的话，如何计算它。作为对应于这个量的物理观测量，我们确定了宏观电流沿铰链由两个方面共享。然而，铰链电流仅约束相邻刻面上的表面磁化强度的差异，留下潜在的模糊性。通过进行对称性分析，我们发现，只有晶体表现出赝标量对称承认定义明确的磁化在其表面的经典水平。然后，我们探讨了通过应用于量子局部标记的粗粒化过程计算表面磁化的可能性。我们表明，多个表达式的本地标记存在，并施加限制，筛选出潜在的有意义的候选人。使用几个紧束缚模型作为我们的理论测试床和几个潜在的标记，我们计算表面磁化板的几何形状和比较他们的预测与明确计算的宏观铰链电流棒的几何形状。我们发现，只有一个特定形式的标记始终预测正确的铰链电流。
2023-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Orbital torque switching of perpendicular magnetization in light metal/ferrimagnet bilayers
本文在轻金属/亚铁磁双层中演示了垂直磁化的轨道矩翻转，并通过调控Gd成分将力矩效率提高四倍，证明轻金属与稀土-过渡金属亚铁磁体可用于高效轨道电子学器件。
2024-10-03 cond-mat.mtrl-sci
Unconventional Metallic Magnetism: Non-analyticity and Sign-changing Behavior of Orbital Magnetization in ABC Trilayer Graphene
本文研究ABC三层石墨烯四分之一金属相中轨道矩主导的非常规金属铁磁性，发现轨道磁化随掺杂出现两次变号及拓扑Lifshitz转变引起的奇点，而基态谷和自旋极化保持不变，并给出可实验检验的磁矫顽场预测。
2023-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Harnessing Native Chromium Oxidation for Giant Orbital Torque and Field-Free Magnetization Switching in NiFe/Cr Bilayers
Indian Institute of Technology Ropar（印度理工学院罗帕尔分校）；Indian Institute of Technology Mandi（印度理工学院曼迪分校）；Indian Institute of Technology Bhubaneswar（印度理工学院布巴内斯瓦尔分校）；Virginia Commonwealth University（弗吉尼亚联邦大学）；Jaypee Institute of Information Technology（贾伊皮信息技术学院）
本研究利用Cr本征氧化物，将NiFe/Cr双层膜转化为自包含双轨道电流源，开发漂移-扩散模型揭示Cr-CrOₓ界面的轨道电流增强效应，实现高效无场磁化翻转，确立本征氧化为可扩展的轨道力矩器件制备策略。
2026-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomic and inter-atomic orbital magnetization induced in SrTiO$_3$ by chiral phonons
本文通过最小分子轨道模型揭示SrTiO3中手性声子诱导瞬态磁化的两种电子机制，为超快磁化控制和轨道电子学源发展提供理论依据。
2025-06-05 cond-mat.mtrl-sci
Wannier-based calculation of the orbital magnetization in crystals
我们提出了一个第一性原理的计划，允许的磁性晶体的轨道磁化进行准确和有效地评估，即使在复杂的费米面的存在下。从一个初始的电子结构计算与粗糙的从头算k点网格，最大局域Wannier函数的构造和用于插值的必要的k-空间的量在一个细网格上，在平行于一个先前开发的形式主义的反常霍尔电导率[X.王，J.耶茨，I. Souza和D. Vanderbilt，Phys.Rev.B74，195118（2006）]。我们制定了我们的新方法在一个明显的规范不变的方式，表示轨道磁化在Wannier空间中的矩阵的痕迹。因为只有少数（例如，通常需要20）阶的Wannier函数来描述被占用和部分被占用的频带，这些Wannier矩阵很小，这使得插值本身非常有效。该方法已被用来计算bcc Fe，hcp Co，和fcc Ni的轨道磁化。与基于原子球内轨道电流积分的近似计算不同，我们的结果很好地再现了这三种材料中轨道磁化的实验测量顺序。
2011-12-08 cond-mat.mtrl-sci
Magnetization reversal in the orthovanadate RVO3 compounds (R = La, Nd, Sm, Gd, Er and Y): Inhomogeneities caused by defects in the orbital sector of quasi-one-dimensional orbital systems
我们报告的各种RVO 3单晶样品（R = La，Nd，Sm，Gd，Er和Y），显示温度诱导的磁化反转的研究。对于轻稀土（R = La、Nd和Sm）化合物，在ab平面和沿c轴方向施加磁场时，可以观察到磁化反转;而对于重稀土（R = Gd、Er）化合物，只有沿a轴方向施加磁场时，才能观察到磁化反转。YVO 3在适当的外加磁场下沿所有的主晶轴都有磁化反转。我们已经发现，一些化合物是非常敏感的小陷阱领域目前在超导螺线管的磁强计在冷却过程中。基于观测结果，我们认为，在准一维轨道系统中的轨道扇区中的缺陷引起的不均匀性可以解释不寻常的磁化反转。
2007-02-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital Magnetization in Solids: Boundary contributions as a non-Hermitian effect
通过定义额外的量来重新考虑轨道磁化的理论，这些额外的量包含由于异常算子而导致的非厄米效应，这些异常算子打破了厄米哈密顿量的定义域。其结果是，边界的可观察到的贡献，严格和分析考虑。在这个框架中，我们扩展了标准的速度算子的定义，以纳入异常的位置算子，这是固有的带理论，这导致在一个明确的边界速度的贡献。使用扩展的速度，我们定义的电子的固有轨道循环，我们认为，这是捕获的轨道磁化现象的主要数量。作为这一论断的证据，我们证明了第n带电子的集体内循环和近似之间的明确关系，评价相对于Wannier状态，本地和巡回循环的贡献，经常使用的现代理论的轨道磁化。在没有任何Wannier局域化近似或启发式扩展的情况下，重新开发了扩展和周期性拓扑固体（绝缘体或金属）的轨道磁化的量子力学形式[Caresoli，Thonhauser，Vanderbilt and Resta，Phys.Rev.B74，024408（2006）]。它严格表明，作为非厄米效应的结果，一个新兴的协变衍生物进入一个波段（螺旋变形）近似k-空间表示的轨道磁化。在相应的多带（无限制）k-空间公式中，非厄米效应贡献了一个额外的边界量，当带交叉与霍尔电压一起发生时，由于材料相对边界处电子积累的不平衡，该边界量预计会在局部（在动量空间中）产生巨大的贡献。
2020-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Orbital magnetization in Sierpinski fractals
Instituto de Física, Universidade Federal Fluminense（弗鲁米嫩塞联邦大学物理研究所）
研究分形结构中轨道磁化的计算方法，发现不同分形结构对磁化特性有不同影响，揭示量子限制对电子轨道角动量的影响。
2026-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Ultra-low-power orbital-controlled magnetization switching using a ferromagnetic oxide interface
基于自旋的电子学的主要挑战是降低铁磁体的磁化切换的功耗，这是通过注入大的自旋极化电流来实现的。另一种方法是通过电场控制铁磁体的磁各向异性（MA）。然而，电压感应MA太弱，在没有辅助磁场的情况下无法确定性地切换磁化，并且实现该目标的策略仍然难以捉摸。在这里，我们展示了一个新的计划轨道控制的磁化翻转（OCMS）：一个急剧的变化，在MA诱导费米能级之间移动具有不同的轨道对称性的能带。使用铁磁氧化物界面，我们证明了OCMS可以用来实现确定性的和无磁场的90度磁化翻转，只需施加一个非常小的电场0.05 V/nm和一个可忽略不计的小电流密度10^-2 A/cm^2。我们的研究结果突出了带工程在铁磁材料中用于有效磁化控制的巨大潜力。
2019-04-24 cond-mat.mtrl-sci
Orbital magnetization in dilute ferromagnetic semiconductors
本文以铁磁（Ga，Mn）As为例，在包络函数近似下，从理论上研究了载流子轨道磁化强度的现代朗道方法与经典朗道方法之间的关系。结果表明，虽然现代理论内的孔磁化的评价不需要在磁场的能带结构的信息，基础波函数的数量必须远远大于在朗道方法，以达到相同的定量精度。提出了一种数值有效的方法，它利用这两个理论方案。计算的轨道磁化强度的大小是符合实验值通过X射线磁性圆二色性（III，Mn）V化合物。磁场对空穴谱的直接影响也进行了研究，并用来解释库仑阻塞最大值的依赖于磁场在单电子晶体管（Ga，Mn）As门。
2014-08-01 cond-mat.mtrl-sci
First-principles theory of the orbital magnetization
我们计算的轨道磁化强度在实际材料的评价最近发现的公式周期系统，在密度泛函理论。我们得到改进的值的铁磁金属Fe，Co和Ni的轨道磁化强度，考虑到迄今为止在文献中忽略的间隙区域的贡献。我们还利用轨道磁化强度计算了分子和固体中的EPR $g$张量。本方法再现了由线性响应（LR）得到的$g$ -张量，当自旋轨道可以被视为微扰。然而，它也可以应用于具有轨道简并基态或含有重原子的自由基和缺陷，这不能被LR适当地描述。
2010-02-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Room-temperature van der Waals magnetoresistive memories with data writing by orbital current in the Weyl semimetal TaIrTe4
本研究以贝里曲率偶极子为关键因子，利用外尔半金属TaIrTe4的轨道电流实现TaIrTe4/Fe3GaTe2异质结构的无场垂直磁化翻转，达成室温全电控制的低功耗范德华磁阻存储器，为轨道电子学及磁存储技术提供新方向。
2024-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant orbital magnetization in two-dimensional materials
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）
研究发现二维材料中通过晶场分裂和轨道填充可产生巨轨道磁化，Hubbard修正和自洽自旋轨道耦合显著提升预测精度。
2025-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Manipulating magnetization by orbital current from a light metal Ti
本研究提出补偿设计，通过改变Ti(t)/Pt/Co/Pt/Co/Pt多层膜中Ti层厚度直接探测轻金属Ti的轨道电流贡献，证实了轨道霍尔效应并推导出其轨道电荷转换效率约为0.17，为节能磁性器件开发提供新途径。
2025-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Current-induced torque originating from orbital current
通过电流感应自旋力矩的磁化的电操纵已经提供了实现过多的超低功率和快速自旋电子器件的途径，例如非易失性磁存储器、自旋力矩纳米振荡器和神经形态计算器件。最近的进展导致的概念，相对论自旋轨道耦合是一个有效的来源，电流感应扭矩，打开自旋轨道电子学领域。尽管取得了重大进展，但是，磁化操纵的基本机制，在产生电流感应扭矩的自旋电流的要求，一直保持不变。在这里，我们展示了不使用自旋电流的电流引起的扭矩的产生。通过测量自然氧化的铜/铁磁金属双层膜的电流感应扭矩，我们观察到一个非常高的有效自旋霍尔电导率在低温下，尽管没有强的自旋轨道耦合。此外，我们发现，扭矩的方向取决于铁磁层的选择，这与传统的电流感应扭矩的理解相反。这些非常规的功能是最好的解释，在一个轨道对应的自旋扭矩，轨道扭矩，这是由轨道Rashba效应和轨道电流。这些发现将揭示电流诱导磁化操纵的基本物理学，可能改变自旋轨道电子学的前景。
2020-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital magnetization from parallel transport of Bloch states
Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）；Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids（马克斯·普朗克固体化学物理研究所）；Institute of Physics, Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）
该研究通过引入带分辨的绝热连接算子，重新表述了轨道磁矩的表达式，解决了传统布洛赫态公式的局限性，并在无自旋轨道耦合的磁体中展示了大轨道磁化。
2025-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantifying the large contribution from orbital Rashba effect to the effective damping-like torque on magnetization
本文通过谐波 Hall、自旋 Hall 磁阻和 THz 实验量化界面轨道 Rashba 效应，证明其可显著增强 Co 层的有效类阻尼转矩并实现节能磁化操控。
2024-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Geometrical meaning of the Drude weight and its relationship to orbital magnetization
在平均场水平上，德鲁德重量是有效逆质量张量的费米体积积分。我在这里表明，从它的自由电子值的逆质量的偏差是一个几何张量的实对称部分，这是自然赋予一个假想的反对称部分。后者的费米体积积分产生轨道磁化。新的几何张量有一个非常紧凑的形式，看起来像一个熟悉的度量曲率张量的近亲。两个张量的费米体积积分（通过实部和虚部）提供了一对电子基态的宏观观测值。我讨论整个四重奏，绝缘和金属晶体。
2017-04-04 cond-mat.mtrl-sci
Anatomy of spin-orbit-torque-assisted magnetization dynamics in Co/Pt bilayers: Importance of the orbital torque
University of Konstanz（康斯坦茨大学）；Budapest University of Technology and Economics（布达佩斯技术与经济大学）；Uppsala University（乌普萨拉大学）；HUN-REN Wigner Research Centre for Physics（匈牙利研究网络维格纳物理研究中心）
本研究结合第一性原理计算与原子尺度自旋动力学模拟，定量分析Pt/Co双层膜中的自旋与轨道矩，揭示被忽视的诱导轨道矩及界面Pt矩对磁化翻转的关键作用。
2025-10-04 cond-mat.mtrl-sci
Theory of orbital magnetoelectric response
将最近发展起来的体轨道磁化理论推广到有限电场中，并利用它计算了周期性绝缘体的轨道磁电响应。在独立粒子框架下，我们发现有限场轨道磁化强度可以表示为三个规范不变贡献的和，其中一个在零场没有对应的贡献。额外的贡献与电场共线并且明确地依赖于该电场。轨道磁化的表达式是适合于第一原理的实现，允许计算的磁电响应系数的数值微分。或者，微扰理论技术可以使用，并为此目的，我们推导出一个表达式直接为线性磁电张量采取第一场导数解析。两种类型的条款获得。一个是“Chern-Simons”项，它只依赖于未扰动的占据轨道，并且是纯各向同性的。另一个是“久保”项，涉及轨道的一阶变化，并对响应作出各向同性和各向异性的贡献。在普通的磁电绝缘体中，这两个术语通常都存在，而在强Z2拓扑绝缘体中，只允许前一种类型，并且是量子化的。为了验证理论，我们计算了周期性边界条件下的线性磁电耦合的3-D紧束缚模型的一个普通的磁电绝缘体，使用有限场和微扰理论表达式。结果与有界样本的计算结果非常吻合。
2010-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast light-induced magnetization in non-magnetic films: from orbital and spin Hall phenomena to the inverse Faraday effect
通过含时电子结构模拟，研究了超薄Pt薄膜对超快激光脉冲的磁响应，揭示了由OHE、逆法拉第效应和自旋轨道相互作用共同作用产生显著轨道与自旋磁化的机制，为在非磁性材料中用光编码磁信息提供了前景。
2024-04-23 cond-mat.mtrl-sci
Prototypical topological orbital ferromagnet $γ$-FeMn
我们从第一性原理预测一个完全拓扑的轨道磁化在非共面体反铁磁体$γ$-FeMn起源于非平凡的拓扑结构的基础自旋结构，没有任何参考的自旋轨道相互作用。研究了应变、组分比和自旋织构对拓扑轨道磁化强度和伴随的拓扑霍尔效应的影响，提出标量自旋手征是提升轨道简并度的关键机制.因此，该系统是一个典型的拓扑轨道铁磁体，其宏观轨道磁化是突出的，即使没有自旋轨道耦合。$γ$-FeMn的显著特征之一是在实空间中由复杂自旋拓扑介导的显著轨道磁致伸缩的可能性。
2016-10-24 cond-mat.mtrl-sci
Orbital Current-Driven Magnetization Switching in a Magnetic Tunnel Junction
King Abdullah University of Science and Technology (KAUST)（阿卜杜拉国王科技大学）；University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学）；Lanzhou University（兰州大学）；University of California at Berkeley（加州大学伯克利分校）
本研究通过轨道电流实现了磁隧道结的磁化切换，并开发了稳定的SOT-MRAM单元，展示了轨道电流在自旋电子器件中的应用潜力。
2025-12-03 cond-mat.mtrl-sci
X-ray circular dichroism versus orbital magnetization
X射线磁性圆二色性（XMCD）求和规则产生了一个非常有用的基态观测值，它提供了一个定量测量给定材料中自发时间反演对称性破缺（T破缺）的方法。在一般情况下，我在能带结构理论中导出了它的明确表达式：平凡绝缘体、拓扑绝缘体和金属。轨道磁化提供了电子基态中T-破缺的不同量度。这两个观测量属于“几何”观测量类;都是本地的，并承认在坐标空间中的“密度”。在这两种方法中，可以包括/排除选定的条带组，以获得关于T形断裂材料的元件特定信息。只有在孤立的平带的情况下，对两个观测值的贡献才一致。最后，给出了多体相互作用系统在不同希尔伯特空间中的相应几何公式。
2020-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Quantum geometric bounds for observables: Linear responses, Drude weight, and orbital magnetization
RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（理化学研究所物质结构科学中心）
本文通过推广量子几何张量，证明了线性响应及Drude权重与轨道磁化间的量子几何界限，并应用于轨道铁磁体，揭示非平凡界限反映量子效应。
2025-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Efficient magnetization switching driven by orbital torque originating from light 3d-transition-metal nitrides
Research Center for Magnetic and Spintronic Materials (CMSM), National Institute for Materials Science (NIMS)（物质材料研究机构（NIMS）磁性自旋电子材料研究中心）；Faculty of Electrical Engineering and Electronics, Kyoto Institute of Technology（京都工艺纤维大学电气电子工程学院）
利用轻3d过渡金属氮化物VN的轨道霍尔效应实现高效磁化开关，展示了[Co/Pt]3多层结构的高扭矩效率。
2026-01-03 cond-mat.mtrl-sci
Harnessing orbital Hall effect for energy-efficient magnetization switching in room-temperature van der Waals ferromagnet Fe3GaTe2
National University of Singapore（新加坡国立大学）
研究利用Cr作为轨道电流源，在Fe3GaTe2/Pt(1.5nm)/Cr(4.5nm)三层结构中实现室温下对范德华铁磁体Fe3GaTe2磁化的有效操纵，相比传统自旋电流源，该方法降低了切换电流密度和功耗，展现了实现节能二维自旋轨道矩磁阻随机存取存储器的潜力。
2026-07-10 cond-mat.mtrl-sci
Ward identities and orbital magnetization in current density functional theory
International Center for Quantum Materials, Peking University（北京大学量子材料国际中心）；Department of Materials Science and Engineering, University of Washington（华盛顿大学材料科学与工程系）；Department of Physics, University of Washington（华盛顿大学物理系）；School of Physics, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学物理学院）
本文通过重新推导电流密度泛函理论中周期晶体轨道磁化公式，揭示了电流顶点与Kohn-Sham自能导数之间的守恒恒等式，并验证了交互固体轨道磁化可通过自洽的Kohn-Sham方程本征函数和本征值计算。
2026-05-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
