Skyrmions in 2D chiral magnets with noncollinear ground states stabilized by higher-order interactions
Indian Institute of Science Education and Research Thiruvananthapuram（印度科学教育研究所特里凡得琅分校）；Center for High-Performance Computing, Indian Institute of Science Education and Research Thiruvananthapuram（印度科学教育研究所特里凡得琅分校高性能计算中心）；CEMES, Université de Toulouse, CNRS（图卢兹大学国家科学研究中心材料微观分析与研究化学物理电子学中心）；University of Iceland（冰岛大学）
本研究通过第一性原理计算和原子自旋模拟，在非共线磁体中稳定化了由高阶相互作用驱动的新型非传统skyrmions，揭示了其在拓扑自旋传输和磁超导混合系统中的潜在应用。
2026-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Transport Spin Polarization of Noncollinear Antiferromagnetic Antiperovskites
自旋极化电流在自旋电子学中起着关键作用。最近，人们发现具有非自旋简并能带结构的反铁磁体即使在其净磁化强度为零的情况下也能有效地产生自旋反激电流。在具有支持该功能的磁空间群对称性的反铁磁金属中，非共线反铁磁反钙钛矿ANMn $_3$（A = Ga、Ni、Sn和Pt）特别有前途。这是由于它们的高Néel温度和与钙钛矿氧化物衬底的良好晶格匹配，提供了基于这些材料的高结构质量异质结构的可能性。本文采用第一性原理密度泛函理论研究了反铁磁ANMn $_3$金属的自旋极化。我们发现，在这些材料中的纵向电流的自旋极化是在广泛使用的铁磁金属相媲美，因此可以利用在磁性隧道结和自旋转移力矩器件。此外，对于某些薄膜生长方向，可以实现具有巨大的电荷-自旋转换效率的面外横向自旋电流，这意味着ANMn $_3$反钙钛矿可以用作有效的自旋源。这些性质使得ANMn $_3$化合物在自旋电子学中具有应用前景。
2021-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Efficient spin-pumping and spin transport across epitaxial Mn$_3$Sn(0001) noncollinear antiferromagnet/permalloy interfaces
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 Tennessee, Knoxville（田纳西大学诺克斯维尔分校）；University of Ioannina（约阿尼纳大学）
研究通过系统分析 epitaxial Mn$_3$Sn 薄膜中的自旋电流生成及自旋-电荷转换现象，发现自旋霍尔角为0.9%，自旋霍尔电导率约为44.4 ($\hbar$/e) $\Omega^{-1}$.cm$^{-1}$，并观察到高自旋混合电导和界面自旋透明度。
2026-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Windmill Spin Dynamics and Its Induced Anomalous Hall Effect in Noncollinear Antiferromagnet Mn3Sn
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Hefei National Laboratory, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学合肥国家实验室）
本研究揭示非共线反铁磁体Mn₃Sn存在特殊软本征模式，其风车型进动可产生特征静态反常霍尔效应，为该类材料的动力学研究提供了新认识。
2026-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Different steady states for spin currents in noncollinear multilayers
我们发现在非共线磁性多层膜中输运至少存在两种不同的稳态。在传统的一个有一个不连续的自旋电流在整个接口已被确定为源的电流感应的磁性反转;在这里提倡的一个自旋扭矩产生的自旋积累横向的磁性层的磁化。这两种状态具有完全不同的属性，应该通过当前的实验来辨别。
2004-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous anisotropy of spin current in a cubic spin source with noncollinear antiferromagnetism
立方体材料具有高晶体对称性，因此预计不会支持输运现象中的各向异性。与此相反，我们报道了面心立方结构的反铁磁自旋源Mn ${_3}$ Pt（001）薄膜中自旋电流的反常各向异性。这种自旋电流各向异性源自交织的时间反转-奇数（$T$ -奇数）和时间反转-偶数（$T$ -偶数）自旋霍尔效应。基于对Mn ${_3}$ Pt基异质结中电流感生自旋力矩的对称性分析和实验表征，我们发现Mn ${_3}$ Pt（001）产生的自旋电流对所有自旋分量都表现出奇异的电流方向依赖性，这与传统立方系统中的情况不同.我们还表明，这种各向异性的自旋电流可以用来实现低功耗的自旋电子学应用，如有效的无场切换的垂直磁化。
2022-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall and Edelstein Effects in Novel Chiral Noncollinear Altermagnets
Leibniz Institute for Solid State and Materials Research, IFW Dresden（德累斯顿莱布尼茨固体与材料研究所）；Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids（马克斯·普朗克固体的化学物理学研究所）；Laboratoire Léon Brillouin, CEA, CNRS, Université Paris-Saclay（里昂·布里渊实验室，法国原子能委员会，法国国家科学研究中心，巴黎萨克雷大学）；Würzburg-Dresden Cluster of Excellence Ct.qmat, Technische Universitat Dresden（维尔茨堡-德累斯顿卓越集群Ct.qmat，德累斯顿工业大学）；Département de Physique et Institut Quantique, Université de Sherbrooke（舍布鲁克大学物理系与量子研究所）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）
研究新型手性非列线性替代磁体，揭示其非列线性自旋纹理和传输现象，为自旋电子学提供新应用。
2024-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Hall mass and transverse Noether spin currents in noncollinear antiferromagnets
本文研究非共线反铁磁体中由自旋旋转对称性产生的守恒诺特流，发现纵向驱动力可普遍产生自旋流霍尔分量，并提出各向同性四阶张量“霍尔（逆）质量”来描述该效应，通过铁磁—非共线反铁磁双层结构中的自旋泵浦数值验证了其可实现性。
2024-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunnelling anisotropic magnetoresistance effect of single adatoms on a noncollinear magnetic surface
隧道各向异性磁电阻（TAMR）效应描述了自旋极化电子输运对相对于晶轴的磁化方向的敏感性。由于TAMR效应只需要单个磁电极，与隧道磁阻效应相反，它为替代自旋电子学应用提供了一条有吸引力的途径。在这项工作中，我们考虑TAMR效应在单原子的限制，通过调查的各向异性的局域态密度在真空中的过渡金属吸附原子吸附在非共线磁性表面上，单层的Mn W（110）。该表面呈现摆线自旋螺旋基态，相邻自旋之间的角度为173 $^\circ$，从而允许使用扫描隧道显微镜准连续探索吸附原子的TAMR的角度依赖性。用第一性原理计算研究了Co、Rh和Ir吸附原子在Mn/W（110）表面的TAMR，并将我们的结果与磁化方向相关的局域态密度变化联系起来.各向异性效应被发现显着增强的重过渡金属原子的吸附，从我们的计算预测值高达50%。即使使用非磁性STM尖端，这种效应也是可测量的。
2014-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Vector Spin Chirality Switching in Noncollinear Antiferromagnets
Jawaharlal Nehru Centre for Advanced Scientific Research（贾瓦哈拉尔·尼赫鲁高级科学研究中心）；SASTRA Deemed University（萨斯特拉认定大学）；Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)（德国电子同步加速器）；Indian Institute of Science Education and Research Thiruvananthapuram（印度科学教育研究所特里凡得琅分校）；UGC-DAE Consortium for Scientific Research（UGC-DAE科研联盟）；ALBA Synchrotron Light Source（阿尔巴同步辐射光源）；The University of Sydney（悉尼大学）；Indian Institute of Science Education and Research Bhopal（印度科学教育研究所博帕尔分校）
研究通过实验和理论揭示了非共面反铁磁体中温度驱动的矢量自旋手性切换，及其引发的量子几何和相变效应。
2025-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Quantum sensing and imaging of spin-orbit-torque-driven spin dynamics in noncollinear antiferromagnet Mn3Sn
具有自发时间反演对称性破缺、非平凡能带拓扑和非常规输运性质的新型非共线反铁磁体由于其丰富的物理性质和巨大的技术应用前景在过去十年中受到了极大的研究兴趣。这一新兴领域的中心焦点之一是探索微观磁结构和奇异材料特性之间的关系。在这里，自旋-轨道-力矩诱导的确定性磁开关和手性自旋旋转的非共线反铁磁Mn 3Sn薄膜中使用氮空位（NV）中心的纳米级成像的报告。的非共振偶极-偶极耦合之间的自旋动力学Mn 3Sn和近NV中心的直接证据也证明了与NV弛豫测量。这些结果表明NV中心在访问这些新兴量子材料中的磁序和动力学的局部信息方面的独特能力，并为研究广泛的拓扑磁体中拓扑和磁性之间的相互作用提供了新的机会。
2022-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Colossal Spin--Lattice--Charge Coupling in Noncollinear Ferrimagnetic NbMnX$_2$ ($X$ = S, Se, Te) Monolayers
Southwest University（西南大学）；South China Normal University（华南师范大学）
研究确定了居里温度最高313 K的非共线亚铁磁NbMnX₂单层，其自旋与晶格、电荷强耦合，可实现弹性模量大幅变化、增强磁热响应及高各向异性磁阻，是二维多功能平台。
2026-10-14 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Complex magnetic structure and spin waves of the noncollinear antiferromagnet Mn5Si3
非共线反铁磁基态材料的微观和宏观性质之间的相互联系是一个具有挑战性的问题。这些前沿研究对于揭示潜在的作用机制至关重要，这可能有助于设计未来应用的尖端多功能材料。在这种情况下，Mn5Si3重新获得了科学兴趣，因为它显示出不寻常的和复杂的基态，这被认为是它所表现出的异常输运和热力学性质的起源。在这里，我们使用非弹性中子散射测量和密度泛函理论计算的Mn5Si3的非共线反铁磁相的磁交换耦合。我们确定了基态自旋组态，并计算了它的磁振子色散关系，与实验结果符合得很好。此外，我们调查的自旋织构的演变下的应用程序的外部磁场从理论上证明了多场诱导相变，Mn5Si3经历。最后，我们模拟的稳定性的一些材料的磁矩下的磁场，我们发现，非常敏感的磁矩在一个挫折的安排可以调整的领域。
2021-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Time-reversal-odd Transport in Odd-Parity Magnets
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；Northwest University（西北大学）；Johannes Gutenberg University Mainz（美因茨约翰内斯古腾堡大学）；Czech Academy of Sciences（捷克科学院）
本文通过自旋群对称性分析，建立了奇宇称磁体中时间反演奇输运的通用框架，并识别出可实现显著反常霍尔效应的现实材料平台。
2026-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic anisotropic pinning and symmetric breaking induced by interfacial coupling in topological-like ruthenate superlattices
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area（粤港澳大湾区量子科学中心）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）
通过界面耦合调控拓扑类钌酸盐超晶格中的自旋结构，发现非共线自旋配置和强各向异性钉扎，克服DMI影响，展示界面工程在自旋电子学中的应用潜力。
2026-02-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Heat transport in crystalline organic semiconductors: coexistence of phonon propagation and tunneling
针对有机半导体热传输实验与传统Peierls-Boltzmann框架预测不符的问题，本研究通过Wigner输运方程引入声子隧穿机制，解决矛盾并定量解释实验，揭示其随温度和分子长度的变化规律及异常热导率现象。
2024-12-06 cond-mat.mtrl-sci
High-resolution combined tunneling electron charge and spin transport theory of Néel and Bloch skyrmions
基于电荷和矢量自旋输运理论，利用自旋极化扫描隧道显微镜（SP-STM）研究了Néel和Bloch型Skyrmion的高分辨隧道电子电荷和耦合自旋输运性质.轴对称Skyrmions被认为是在同一个拓扑类，其特征是涡度值为$m=1$，其螺旋度是不同的，通过采取$γ=0$和$π$值的内尔Skyrmions和$γ=-π/2$和$π/2$值的布洛赫Skyrmions。根据STM尖端的磁化方向以及Skyrmionic自旋结构的螺旋度和时间反转，确定了它们的自旋输运矢量分量、面内和面外自旋转移矩和纵向自旋之间的几种关系。电流。自旋输运矢量的大小与标准电荷流SP-STM图像有密切关系。同时也证明了SP-STM图像可以用来确定Skyrmions的螺旋度。此外，由于复杂自旋织构的局部手征性，导电电子的修改的自旋极化矢量被纳入隧道模型。据发现，这种效果修改的skyrmions的表观尺寸。这些结果有助于正确识别SP-STM成像的拓扑表面磁性物体，并提供电流诱导自旋动力学的重要参数。
2018-08-28 cond-mat.mtrl-sci
Valley- and Spin-Dependent Electronic and Transport Properties of Two-Dimensional Altermagnetic Titanium-Based Chalcogenide Halides
Northwest University（西北大学）；Shaanxi Key Laboratory for Theoretical Physics Frontiers（陕西省理论物理前沿重点实验室）；Peng Huanwu Center for Fundamental Theory（彭桓武基础理论研究中心）；Fundamental Discipline Research Center for Quantum Science and Technology of Shaanxi Province（陕西省量子科学与技术基础学科研究中心）
本文识别Ti₂X₂Y单层材料为新型二维交替磁体谷材料，揭示其应变调控的谷极化、自旋电流及相关效应，为二维交替磁体的自旋谷相关现象研究提供多功能平台。
2026-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Propagation length of antiferromagnetic magnons governed by domain configurations
反铁磁材料的补偿磁序和特性，太赫兹频率使他们有希望的候选人，以开发一类新的强大的，超快的自旋电子器件。反铁磁自旋波在薄膜中的操纵预计会导致新的奇异现象，如自旋超流性，需要自旋波在薄膜中的有效传播。然而，到目前为止，所报道的薄膜中的衰减长度仅限于几纳米。在这项工作中，我们实现了有效的自旋波传播，超过微米的距离，在薄膜的绝缘反铁磁赤铁矿与大磁畴，同时证明更短的衰减长度在多域薄膜。通过运输和磁成像，我们得出结论的磁畴结构和自旋波散射域壁的作用，以管理运输。我们操纵自旋输运通过裁剪域配置通过场循环训练。对于适当的晶体取向，零场自旋输运实现跨微米，如所需的设备集成。
2021-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Spatio-Temporal Electron Propagation Dynamics in Au/Fe/MgO(001) in nonequilibrium: Revealing Single Scattering Events and the Ballistic Limit
本研究结合飞秒时间分辨双光子光电子发射光谱、实时含时密度泛函理论与微观输运模拟，揭示 Au/Fe(001) 中热电子的弹道与超扩散传播机制。
2023-06-22 cond-mat.mtrl-sci
Spin wave propagation and spin polarized electron transport in single crystal iron films
利用自旋波传播谱技术对20 nm厚的Fe/MgO（001）薄膜进行了研究。从共振峰的位置提取的磁参数是非常接近表中的散装铁。从传播波形中，对于1.6微米波长的自旋波，在18 GHz处，提取出4km/s的群速度和约6微米的衰减长度。从测得的电流引起的自旋波多普勒频移，我们还提取了一个令人惊讶的83%的自旋极化的电流的高度。这组结果使得单晶铁成为利用高频自旋波和自旋极化电流构建设备的有希望的候选者。
2017-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit-coupling induced domain-wall resistance in diffusive ferromagnets
我们调查扩散运输通过一些畴壁（DW）的重要磁性合金坡莫合金的配置文件同时考虑到非共线，合金无序，自旋轨道耦合完全量子力学，从第一原理。除了观察已知的磁化偏轨和各向异性磁阻效应，我们发现了一个以前没有确定的贡献，来自自旋轨道耦合介导的自旋翻转散射纹理扩散铁磁体的DW的电阻。这种绝热DW电阻（其应该存在于所有扩散DW中）可以通过在适当设计的纳米线中以系统的方式改变DW宽度来观察。
2012-12-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Propagation of Visible Light in Nanostructured Niobium Stripes Embedded in a Dielectric Polymer
纳米金属条通过激发和传播表面局域的倏逝电磁波来传输光信号，在纳米光子学领域具有重要的应用。虽然这种等离子体现象通常利用贵金属，如Ag或Au，但其他材料可以表现出可行的光传输效率。在这项工作中，我们证明了可见光的传输纳米铌条纹耦合的介电聚合物层，利用远程激发/检测的拉曼信号的黑磷（bP）作为探针。光传输机制归因于在Nb/聚合物界面处的表面等离子体激元的产生。由于铌在光学范围内的损耗性质，传播长度受到限制，但这种材料可以允许利用贵金属对应物中不存在的特定功能。
2022-12-23 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Nonlinear losses in magnon transport due to four-magnon scattering
研究了低磁阻尼微结构Co25Fe75波导中非线性四磁振子散射对磁振子输运的影响。我们确定的磁振子传播长度与微聚焦布里渊光散射在很宽的范围内的激发功率和检测在高功率的衰减长度的减少。这与非线性四磁振子散射的发生是一致的。因此，当从磁振子传播长度导出阻尼参数时，保持线性状态是至关重要的。否则，磁化动力学的内在非线性可能导致磁振子传播长度的误解，从而导致系统磁阻尼的不正确值。
2020-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning the coherent propagation of organic exciton-polaritons through dark state delocalization
针对有机激子-极化激元相干传输过程及暗态作用不明的问题，本研究通过飞秒瞬态吸收显微镜成像不同品质因子微腔中的相干运动，揭示其类能带传播特性、速度与品质因子的关联及暗态离域的调控作用。
2021-12-03 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Mechanistic Transition from Phonon Propagation to Thermal Hopping in Two-Dimensional Solids
固体中的热输运改变其性质，从声子传播，遭受微扰散射的热激活跳跃之间的局部振动模式的无序水平的增加。已经提出了模型来理解这两个不同的极端，预测相反的温度依赖性的热导率，但不是过渡或中间制度。在这里，我们探索二维结晶和无定形二氧化硅中的热输运与不同程度的无序，α，通过执行原子模拟以及分析的动力学和艾伦-费尔德曼理论的基础上。我们证明了在α ~ 0.3处结晶和非晶区域之间的交叉，这可以通过热导率的温度依赖性的翻转来识别，并通过热跳跃过程的主导来解释。通过对局域振动模参与率和热通量空间局域化的分析，也验证了临界无序度的确定。这些因素可以作为表征热传输机制转变的关键指标。
2015-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inelastic effects in electron transport studied with wave packet propagation
用含时方法研究了电子输运过程中的非弹性效应。我们研究一个紧束缚链与一个和两个网站连接到振动。这个简单但透明的模型提供了关于非弹性效应的见解，它们的含义以及目前用于处理它们的近似值。我们的含时方法允许我们追溯振动激发和电子干涉的时间序列，ibrationally引入的时间延迟和电子相移。我们探索了一个完整的范围内的参数，从弱到强的电子振动耦合，从隧穿接触，从一个振动的描述，包括所有的振动的需要，正确的描述在运输中的非弹性效应。我们探讨了单站点共振模型的有效性，以及其扩展到更多的网站，通过分子轨道和条件下，多轨道，多振动的描述不能被简化。我们解释的物理意义的光谱特征的二阶导数的电子电流相对于偏置电压。这使我们能够对峰谷能量值的含义进行细微的区分。最后，我们表明，有限带效应导致电子背散射的分子振动的制度中的高电导，虽然在振动阈值的电导下降，而是由于振动态密度的快速变化。
2008-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin selectivity induced by non-collinear spins in Rashba wires
CNR-SPIN（意大利国家研究委员会自旋物理中心）；Università di Salerno（萨莱诺大学）
该研究提出一种通用机制，通过向自旋轨道耦合体系引入赝自旋自由度调控Rashba线的非共线自旋，实现最高10%的量子相干自旋选择性，为自旋选择性输运器件提供设计准则。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
