Chiral skyrmion states in non-centrosymmetric magnets
非中心对称磁性晶体中存在手性Skyrmion态，这是由于不对称交换Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用破坏了均匀的磁性状态，通常导致扭曲的无公度磁性自旋结构。最近，在具有非中心对称立方B20晶体结构的手征螺旋磁体的磁性层中观察到了Skyrmion晶格和自由Skyrmion。这些态的稳定性和它们的变换性质令人印象深刻地说明了理论预测的这些手性二维局域自旋态的孤子性质。本文主要研究了六角Skyrmion晶格中立方螺旋磁网的数值严格解。它证明和扩展以前的近似解决方案，使用圆细胞近似（CCA）的计算的自由能的Skyrmion晶格。本文的理论结果提供了一个全面的描述skyrmion晶格演化中施加的磁场和/或在存在单轴，立方和交换各向异性。本文将磁化强度固定模量M=常数的低温唯象理论应用于手征磁体的磁态。
2014-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Confinement of skyrmion states in non-centrosymmetric magnets near ordering temperatures
我认为skyrmionic国家在非中心对称磁体附近的有序温度。我表明，手征skyrmions之间的相互作用，在很宽的温度范围内被排斥，在高温下变成吸引力。这导致了一个显着的限制效应：在有序温度附近，skyrmions仅以束缚态存在。作为可识别单元的受限skyrmions可以排列在不同的中间相中。多个skyrmions的禁闭是序参量的幅度和角度部分之间耦合的结果。因此，在有序跃迁附近，我认为局部磁化不仅是多重扭曲的，而且是纵向调制的。从数值研究的2D模型的各向同性手征铁磁体，一个交错的半skyrmion正方形晶格在零和低场和六角skyrmion晶格在较大的领域被发现在重叠区域的相图附近的转变温度。作为稳定单元的skyrmions的创建及其冷凝成不同的扩展纹理同时发生，通过一个罕见的情况下，不稳定型成核transition1。此外，我引入了一个新的基本参数，限制温度分离的特殊区域与“限制”手性调制的主要部分的相图与定期螺旋和skyrmion状态。
2014-05-13 cond-mat.str-el
Mechanism of antisymmetric spin polarization in centrosymmetric multiple-$Q$ magnets based on bilinear and biquadratic spin cross products
我们研究了在没有相对论自旋轨道耦合的中心对称系统中，如何在有限序波矢的自旋密度波作用下设计反对称自旋分裂能带结构。通过对中心对称巡游磁体中自旋-电荷耦合模型的微扰分析，证明了在磁序下动量空间中的非零手征型双线性和双二次自旋叉积与电子能带结构中的反对称自旋极化有关.我们将导出的公式应用于单$Q$摆线螺旋和双$Q$非共面态，包括meron-antieron和skyrmion晶体。我们的结果为在没有自旋轨道耦合的中心对称晶格结构中实现由磁相变驱动的巨大反对称自旋劈裂提供了线索。
2022-01-04 cond-mat.str-el
Skyrmion crystal and spiral phases in centrosymmetric bilayer magnets with staggered Dzyaloshinskii-Moriya interaction
从理论上研究了双层中心对称磁体中Skyrmion晶体的稳定机制。我们发现，层依赖交错Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，从本地反转对称性和层间交换相互作用的情况下产生的相互作用，产生了过多的多个-$Q$状态，包括skyrmion晶体与量子化的拓扑数。通过对双层三角晶格模型在外加磁场作用下的模拟退火，我们证明了由于交错的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，skyrmion在每一层中形成了具有不同螺旋度的三角形晶体.虽然skyrmion核心在每一层中的相对位置是不同的，这取决于层间交换相互作用的符号，skyrmion晶体相下的铁磁和反铁磁层间相互作用下出现鲁棒性。我们还发现了另外两个三重$Q$态具有统一的标量手征，但没有一个量化的拓扑数在低场和高场区域。特别地，低场三重态$Q$表现出与Skyrmion晶体相反的标量手征符号，这在单层系统中是没有的。我们的研究结果表明，在晶格结构的局部反转对称性的缺乏是另一个关键因素，诱导拓扑自旋织构的中心对称磁体。
2021-12-14 cond-mat.str-el
Magnetic Hedgehog Lattice in a Centrosymmetric Cubic Metal
刺猬晶格（HL）是一种三维拓扑自旋织构，由磁单极子和反单极子组成的周期性阵列。理论上已经研究了具有Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的非中心对称系统，但是在中心对称的情况下，稳定性以及磁性和拓扑性质仍然是难以捉摸的。本文利用模拟退火方法研究了中心对称立方金属中具有长程双线性和双二次相互作用的有效自旋模型的基态。我们表明，我们的模型稳定HL组成的两对左右手螺旋，导致没有净标量自旋手征，在鲜明对比的非中心对称的情况下。我们发现在外加磁场中，HL态转变为拓扑平凡的锥形态。通过对组成自旋螺旋的详细分析，阐明了螺旋平面的椭圆率和角度随磁场的增大而逐渐变化。我们讨论的结果与中心对称的立方金属SrFeO $_3$的实验比较。
2022-06-07 cond-mat.str-el
Quantum geometry induced anomalous chiral transport and hidden symmetry breaking in centrosymmetric 2M-WS2
Peking University（北京大学）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；Beijing Normal University（北京师范大学）；Fudan University（复旦大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
本研究通过二次谐波生成观察到中心对称拓扑超导体2M-WS2中的异常手性输运，并揭示了在费米液体向奇异金属转变过程中，电子磁手性各向异性在约25K温度附近显著增强，这与Bulk 2M-WS2中异常大的能斯特响应相呼应，表明非平凡量子几何是手性输运和能斯特效应同时出现的原因。
2026-05-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin-Chiral Bulk Fermi Surfaces of BiTeI Proven by Quantum Oscillations
我们利用de Haas-van Alphen和Shubnikov-de Haas振荡给出了非中心对称半导体BiTeI自旋手征体态的费米面图。我们确定了两个不同的费米表面与一个独特的纺锤环面型拓扑结构和非平凡的Berry阶段，确认自旋手征相反循环自旋纹理。在高磁场的量子极限附近，我们发现了一个实质性的塞曼效应与有效的g因子为~ 60的Rashba分裂费米面。这些研究结果提供了明确的证据，强Rashba和塞曼耦合在体状态的BiTeI，这表明BiTeI是一个很好的平台托管的自旋极化手性状态。
2013-06-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous quasielastic scattering contribution in the centrosymmetric multi-$\mathbf{q}$ helimagnet SrFeO$_3$
研究了中心对称多-q螺旋磁体SrFeO3的静态和动态磁性，发现高温相中高能磁振子失去相干性，低能自旋涨落由准弹性分量主导，这可能是对称螺旋磁体的普遍特性。
2024-09-16 cond-mat.str-el
Generic aspects of skyrmion lattices in chiral magnets
磁skyrmions是拓扑非平凡的自旋漩涡，可能不会连续转换成拓扑平凡的状态，如铁磁自旋对齐。近年来，在某些非中心对称的大块手征磁体中发现了由Skyrmions组成的晶格结构。尽管这些材料的特征温度、磁场和长度尺度有很大的变化，而且无论其电子状态是金属、半导体还是绝缘体，它们的磁相图都有着显著的相似性。
2016-03-29 cond-mat.str-el
Odd-Parity Spin-Triplet Superconductivity in Centrosymmetric Antiferromagnetic Metals
提出了一种在具有反转对称性的金属共线反铁磁体中实现奇宇称自旋三重态超导的途径。由于反么正对称性的存在，我们称之为有效时间反演对称性（eTRS），普通反铁磁金属的费米面通常是自旋简并的，自旋单重态配对是有利的。然而，通过引入一个局部反演对称性破缺微扰，也打破了eTRS，我们可以解除简并获得自旋极化费米表面。在弱耦合极限下，自旋极化的费米面约束电子形成奇宇称的自旋三重态库珀对。有趣的是，我们得到的所有奇宇称超导基态都具有非平凡的能带拓扑，表现为手征拓扑超导体、二阶拓扑超导体和节超导体。我们提出，层状双钙钛矿与共线反铁磁性，夹在传统的超导体，是有前途的候选系统，我们的理论思想可以应用。
2020-06-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Coexistence of Merons with Skyrmions in the Centrosymmetric van der Waals Ferromagnet Fe5GeTe2
Fe $_{5-x}$ GeTe $_2$是一种中心对称的层状范德华（vdW）铁磁体，其居里温度$T_c$（270-330 K）在自旋电子学应用的有用范围内。然而，人们对它的拓扑自旋纹理之间的相互作用知之甚少（例如，merons、skyrmions），其具有技术上相关的输运性质，例如拓扑霍尔效应（THE）或拓扑热输运。在这里，我们通过高分辨率的洛伦兹透射电子显微镜，meron和反meron对共存与Néel skyrmions在Fe $_{5-x}$ GeTe $_2$在很宽的温度范围内，并探测其对热和电输运的影响。我们检测到的THE，即使在房间$T$，感测merons在较高的$T$ s，以及它们与skyrmions共存的$T$降低，表明按需热驱动形成的任何类型的自旋纹理。值得注意的是，我们还观察到一个非常规的THE在没有洛伦兹力和属性之间的相互作用载流子和磁场诱导的手征自旋织构。我们的研究结果暴露Fe $_{5-x}$ GeTe $_2$作为一个有前途的候选人的skyrmionics/meronics由于不同的，但共存的拓扑磁纹理和非常规的电荷/热载流子的运输之间的相互作用的应用程序的发展。
2023-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Meron, skyrmion, and vortex crystals in centrosymmetric tetragonal magnets
最近的实验证实了手征磁体Co $_8$ Zn $_9$ Mn $_3$中的介子和skyrmion拓扑自旋织构之间的转换[S.- Z. Lin等人，Phys. Rev. B 91，224407（2015）; X. Z. Yu等人，Nature 564，95（2018）]证实了2009年发现的skyrmion晶体[S. Mühlbauer等人，Science 323，915（2009）]只是冰山一角。拓扑结构的晶体，包括skyrmions，merons，vortices和monopole，可以通过组合简单的物理成分来稳定，如晶格对称性，挫折和自旋各向异性。目前的挑战是找到这些成分的组合，产生特定的拓扑自旋纹理。在这里，我们报告了一个简单的机制，稳定的meron，skyrmion，和涡旋晶体中心对称的tetraquartz磁铁。特别地，即使在没有磁场的情况下也可以形成meron/skyrmion晶体。磁场的应用导致了丰富多样的拓扑自旋织构，这些织构在理论的长波长极限下仍然存在。当传导电子耦合到自旋时，这些拓扑自旋纹理扭曲电子波函数，以诱导陈绝缘体和Weyl半金属特定的带填充分数。
2021-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Chiral properties of the zero-field spiral state and field-induced magnetic phases of the itinerant kagome metal YMn$_6$Sn$_6$
在YMn $_6$ Sn $_6$的六边形平面中施加磁场导致公度相和非公度相的复杂磁相图，其中之一与由独特的波动驱动机制产生的拓扑霍尔效应（THE）共存。使用非极化中子衍射，我们报告解决了两个先前确定的，但未知的，相称的阶段的磁结构。这些包括低温，高场扇形相和室温，低场倾斜反铁磁相。扇形和强制铁磁相之间的中间无公度相也被确定为最后一个已知的平面内场-温度图相。使用同步加速器粉末衍射的额外表征揭示了极高质量的单相晶体，这表明在整个相图的大部分区域中存在两个不相称的磁性结构是该系统的固有特性。有趣的是，极化中子衍射表明，中心对称系统主机优先手性在零场双平面螺旋相，这与THE，是一个拓扑非平凡的特点。
2020-12-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Skyrmion phase and competing magnetic orders on a breathing kagome lattice
磁性skyrmion纹理主要是实现在非中心对称，例如手性或极性，磁铁。将该领域扩展到中心对称的块状材料是一个有益的挑战，其中释放的螺旋度/涡度自由度和更高的skyrmion密度导致有趣的新特性和增强的功能。我们在这里报告的Skyrmion晶格（SkL）相的实验观察与大拓扑霍尔效应和一个小到2.8 nm的无公度螺距金属Gd 3 Ru 4 Al 12，这体现了一个呼吸kagomé晶格的钆时刻。磁结构的几个有序的阶段，包括SkL，是由共振X射线衍射以及小角中子散射。SkL和螺旋相也直接使用洛伦兹透射电子显微镜观察。在几个相互竞争的阶段，SkL是促进低温横向锥形状态的热波动在中间范围的磁场。
2020-03-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Triple-sinusoid hedgehog lattice in a centrosymmetric Kondo metal
本工作在磁性阻挫Kondo晶格CePtAl4Ge2中首次实验观测到由三重正弦波矢叠加形成的零磁场磁刺猬晶格，并发现场致相变伴随反常电热力学行为，揭示了Kondo耦合在稳定零场刺猬态中的关键作用。
2023-11-22 cond-mat.str-el
Non-chiral 1T-TiSe2 creates circular dichroism in resonant X-ray diffraction via multipole scattering interference
该研究指出非手性 1T-TiSe2 中观测到的 RXD 圆二色性可由不同原子电多极的散射干涉及中心对称结构从头算解释，而非必然证明手性电荷密度波序。
2024-12-02 cond-mat.str-el
Dynamic-RKKY induced time-reversal symmetry breaking and chiral spin liquids
University of Cincinnati（辛辛那提大学）；Tulane University（杜兰大学）
动态RKKY相互作用与外部磁场结合可诱导时间反演对称性破缺和手性自旋液体。
2024-09-30 cond-mat.str-el
Skyrmion and vortex crystals in the Hubbard model
巡游磁体中电荷和自旋自由度之间的相互作用导致了中心对称和非中心对称宿主中过多的拓扑自旋纹理，例如磁skyrmion和涡旋晶体。同时，在包含经典局域自旋的系统中，它们的稳定性也得到了广泛的研究。在这里，我们研究了中心对称三角晶格哈伯德模型中的skyrmion晶体的实现，其中电子的巡回性质起着更重要的作用。通过自洽平均场计算，我们发现在零磁场下，两种具有空间非均匀电荷调制的Skyrmion晶体在基态出现。此外，我们得到了另一个非共面的涡旋晶体相没有一个净标量手征附近的skyrmion晶体相。我们发现，后者的涡旋晶体表现出拓扑相变到一个不同的skyrmion相位在一个外加磁场。我们的结果提供了一种可能性的skyrmion和涡旋晶体在巡回磁铁没有本地化的时刻。
2022-08-03 cond-mat.str-el
Giant Ferroelectric Polarization of CaMn7O12 Induced by a Combined Effect of Dzyaloshinskii-Moriya Interaction and Exchange Striction
通过将我们的一般自旋电流模型扩展到非中心对称自旋二聚体并进行密度泛函计算，我们研究了CaMn_7 O_（12）的螺旋磁序和巨铁电极化的起因.巨铁电极化被认为是由于Mn ~（4+）的强Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）相互作用使Mn ~（4+）自旋倾斜而产生的对称交换伸缩引起的。我们的研究表明，CaMn_7 O_（12）可能表现出一种新的磁电耦合机制，其中极化的大小由交换伸缩决定，但极化的方向由螺旋磁序的手性决定。
2012-03-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Three-Dimensional Quantum Anomalous Hall Effect in Ferromagnetic Insulators
量子反常霍尔效应（QAHE）具有与非零陈数相关的无耗散手征边缘态，在未来的自旋电子学中具有潜在的重要应用。QAHE通常发生在具有时间反演对称性破缺的二维（2D）系统中。在这项工作中，我们提出QAHE可以存在于三维（3D）铁磁绝缘体。通过施加反演对称性，我们开发的拓扑约束支配的外观三维QAHE的奇偶分析的基础上，在倒易空间中的时间反演不变点。此外，使用第一性原理计算，我们确定，三维QAHE可以实现在一个家庭的本征铁磁绝缘氧化物，包括分层和非分层的化合物，共享一个中心对称结构的空间群$R\bar{3}m$（第166号）。霍尔电导率被量子化为$-\frac{3e^2}{hc}$，其中晶格常数$c$沿$c$轴。手征表面片态清晰可见，并且唯一地分布在平行于磁矩的表面上。我们的研究结果打开了一个有前途的途径，实现QAHE在3D铁磁绝缘体。
2018-07-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Field-tunable quadruple-$Q$ states driven by momentum-space frustration
Graduate School of Science, Hokkaido University（北海道大学理学研究科）
研究方格子中四波矢动量空间自旋模型，通过模拟退火发现磁场下从单Q到四Q的相变，揭示四Q态丰富的内部结构和手性模式。
2026-07-01 cond-mat.str-el
Magnetic symmetries of terbium tetraboride (TbB4) revealed by resonant x-ray Bragg diffraction
本研究通过共振X射线布拉格衍射揭示TbB4存在新的磁手性特征，回顾了与实验相符的非中心对称非共线反铁磁对称性，并预测了可通过方位角扫描验证的衍射强度变化。
2024-06-25 cond-mat.str-el
Imitation of spin density wave order in Cu$_3$Nb$_2$O$_8$
自旋密度波，调制本地的时刻的基础上，通常与金属材料，但最近有报道显示耦合的磁性和结构序参数的绝缘体。我们讨论了一个这样的例子，多铁性Cu $_3$ Nb $_2$ O $_8$，据报道，它经历了两个磁相变，首先到$T_N \approx 26.5K$的自旋密度波相，然后到与低于$T_2 \approx 24K$的电极化的强度耦合的螺旋结构[R. D. Johnson等人，物理学评论快报，107，137205（2011）]，这打破了晶体学反转对称性。我们应用球旋光法来确认低温磁结构，但只观察到一个单一的磁相变螺旋顺序。我们认为，报告的自旋密度波起源于磁序参数的组件的去耦，允许的对称性和驱动的热波动。这为磁性而非核结构提供了破坏反转对称性的机制，从而产生中间相，其中结构模仿自旋密度波。当温度降低时，该中间结构使晶体不稳定，使得诱导结构手性，如通过电极化的强度的出现所反映的，并且仿自旋密度波弛豫成一般螺旋面。这提供了磁结构破坏反转对称而晶体结构保持中心对称的情况。
2020-06-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum-metric-induced giant and reversible nonreciprocal transport phenomena in chiral loop-current phases of kagome metals
本文揭示 kagome 金属手性环流相中的量子度量诱导巨大且可逆的电磁手性各向异性（eMChA），阐明其与轨道磁化、电子寿命的关系及量子度量增强机制，为理解对称破缺态和量子几何现象提供理论基础。
2025-01-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Crystal Hall effect in Collinear Antiferromagnets
通常沿外加电场运动的电子在某些磁铁中获得无耗散的横向速度。这种自发的霍尔效应在一个多世纪前就被发现了，人们一直用铁磁、非共线反铁磁或skyrmionic形式的内部自旋结构的时间反演对称性破缺来理解。在这里，我们确定了以前被忽视的强大的霍尔效应机制所产生的共线反铁磁性结合在非中心对称的位置的双金属原子。我们预测一个大幅度的这种晶体霍尔效应在室温共线反铁磁体RuO $_2$和目录，根据我们的对称性规则，广泛的家庭的材料候选人。我们表明，晶体的霍尔效应是伴随着可能性控制其符号的晶体手性。我们说明，占完整的磁化强度密度分布，而不是简化的自旋结构揭示了新的光对称性破缺现象在复杂的磁铁，并打开了一个替代途径，量子材料工程的低耗散纳米电子学。
2020-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ferroaxial and nematic transitions in the charge density wave phase of 1T-TiSe$_2$
University of Washington（华盛顿大学）；Lehigh University（理海大学）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Advanced Photon Source, Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室先进光子源）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊克巴萨奎，巴斯克科学基金会）
研究1T-TiSe₂电荷密度波相中铁轴向和向列相变，揭示其对称性破缺机制，通过弹性电阻率和弹性卡诺测量确定宏观电toroidal矩的bulk特征。
2026-03-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological skyrmion phases of matter
我们介绍了由布里渊区中的基态自旋-或赝自旋-期望值织构中的Skyrmion定义的物质的拓扑相，物质的手征和螺旋拓扑Skyrmion相。这些相位受到中心对称超导体中存在的对称性的保护。我们考虑一个紧束缚模型的自旋三重态超导过渡金属氧化物，并发现它实现了这些拓扑skyrmion阶段。此外，实现了手性相的参数集表征Sr $_2$ RuO $_4$与自旋三重态超导性。我们还发现两种类型的拓扑相变的skyrmion数可以改变。第二种类型发生在由二次哈密顿量描述的系统中，当原子自旋轨道耦合不可忽略并且有适当的附加自由度时，在不破坏保护对称性的情况下，没有关闭能隙。这与利用纠缠谱和威尔逊圈以及构造物质拓扑相的十重分类方案中的“平带”极限假设相矛盾。此外，我们预测两种散装边界对应签名-一个测量执行部分跟踪自由度以外的自旋，这产生量化的运输签名-和第二个导致skyrmions捕获缺陷与自己的非平凡的拓扑结构中讨论的第二个工作，这产生概括的不成对的马约拉纳零模式。
2023-03-01 cond-mat.other cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Random Spin-orbit Coupling in Spin Triplet Superconductors: Stacking Faults in Sr_2RuO_4 and CePt_3Si
本文以非中心对称超导体CePt_3Si和自旋三重态超导体Sr_2RuO_4为研究对象，研究了多组分超导体中的随机自旋轨道耦合。我们发现了新的表现形式的随机自旋轨道耦合的多组分超导体的方向性障碍，如堆垛层错。CePt_3Si和Sr_2RuO_4的无序相存在层错。结果表明，自旋三重态超导的d矢量被锁定为d = kyx-kxy，各向异性Δ Tc/Tc 0 \sim \bar α^2/Tc 0 W_z，其中\bar α、Tc 0和W_z分别为无规自旋轨道耦合的均方根、干净极限的转变温度和沿c轴的动能.这种各向异性比干净的Sr_2RuO_4（CePt_3Si）块体中的各向异性大（小）得多。这些结果表明，在共晶Sr_2RuO_4-Sr_3Ru_2O_7中，螺旋配对状态d = kyx-kxy是稳定的，而在体相Sr_2RuO_4中，螺旋配对状态d =（kx \pm iky）z是稳定的。考虑到均匀和随机自旋轨道耦合引起的弱对破缺效应，解决了CePt_3Si中T_c的异常变化。这些超导体提供了讨论马约拉纳费米子和非阿贝尔统计最近的话题的基础。
2010-07-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Reentrant multiple-$\mathbf{q}$ magnetic order and a "spin-cholesteric" phase in Sr$_3$Fe$_2$O$_7$
本文在双层钙钛矿 Sr₃Fe₂O₇ 中发现首个“自旋胆甾相”及两种多 q 自旋织构，揭示其温度演化序列，从而补全自旋体系与液晶的类比。
2024-05-21 cond-mat.str-el
