Spin-orbit torque switching of Néel order in band-inverted antiferromagnetic bilayer MnBi$_2$Te$_4$
University of Alabama at Birmingham（阿拉巴马大学伯明翰分校）
研究通过第一性原理证明自旋轨道扭矩可直接电控反铁磁双层MnBi₂Te₄的Néel配置，重构其边界谱，并在掺杂下增强扭矩，提供无焦耳加热的无耗散间隙扭矩和增强的电流诱导扭矩控制方法。
2026-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superexchange dominates in magnetic topological insulators
有人认为，在拓扑绝缘体中增大的自旋磁化率（由Van Vleck的形式主义描述）解释了掺杂过渡金属杂质的铋-锑拓扑硫属化物的铁磁性。相反，早期对碲化汞和相关拓扑系统的研究指出，Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida相互作用（布隆贝格根-罗兰机制）的带间模拟导致局域自旋对之间的反铁磁耦合。在这里，我们批判性地重新审视这两种方法，显示它们的缺点，并阐明为什么带间贡献的大小是小的，即使在拓扑系统。从所提出的理论方法和我们的计算研究Mn掺杂碲化汞和碲化镉的磁性，我们得出结论，在没有带载流子，超交换占主导地位，其符号取决于磁性杂质的协调和电荷状态，而不是在拓扑类的主机材料。
2022-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Parallel and anti-parallel helical surface states for topological semimetals
本文综述拓扑半金属中Weyl点与Dirac点的平行及反平行多螺旋表面态，并通过两个材料示例阐明Z型与Z2型单极荷对应的局部、全局拓扑。
2022-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Gate-tunable infrared plasmons in electron-doped single-layer antimony
本文报道了单层锑晶体（锑烯）中集体电子激发的理论研究，锑是一种具有强自旋轨道耦合的新型二维半导体。紧束缚模型的基础上，我们认为电子掺杂的锑烯和证明的自旋轨道效应与外部偏压的组合产生了奇特的等离子体激元激发在中红外光谱范围。这些激发的特点是低损耗和负色散的频率有效地通过掺杂和偏置电压可调。所观察到的行为归因于导带的自旋分裂，其诱导带间共振，从而影响集体激发。我们的研究结果开辟了开发具有高可调谐性的等离子体和光电子器件的可能性，在技术相关的光谱范围内工作。
2018-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant Magneto-Optical Effects in Two-Dimensional Flat-Band Antiferromagnets
本研究通过第一性原理计算发现单层反铁磁RuOCl2中由平带增强跃迁驱动的巨磁光SH效应（旋转角28度）和强线性二色性（50%），为二维光自旋电子学提供新平台。
2025-06-20 cond-mat.mtrl-sci
Indirect K-edge bimagnon resonant inelastic X-ray scattering spectrum of $α$-FeTe
计算了$α$ -FeTe硫属化物体系中双共线反铁磁序的K边间接双磁振子共振非弹性X射线散射强度谱。利用线性自旋波理论，我们发现双磁振子谱包含四个散射通道（两个带内和两个带间）。计算结果表明，在合适的能量动量组合下，RIXS谱可以呈现单峰、双峰或三峰结构。峰的数量提供了一个线索上的各种双磁振子激发过程中，可以支持和内的声学和光学磁振子分支的双共线反铁磁体。与反铁磁或共线反铁磁自旋有序的RIXS响应不同，双共线反铁磁的RIXS强度谱在磁有序波矢$(π/2,-π/2)$处不为零。它也是敏感的次近邻和双二次耦合相互作用。我们预测的RIXS光谱可以用来理解的作用，多通道双磁振子自旋激发存在于$α$ -FeTe硫属化物。
2017-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Spin-Orbit Coupling, Antilocalization, and Parallel Magnetic Fields in Quantum Dots
我们研究了弹道GaAs量子点中由于自旋轨道耦合引起的反定域化。正如理论上预期的那样，在大点中突出的反定位在小点中被抑制。平行磁场抑制反本地化，也在较大的领域，弱本地化，符合随机矩阵理论的结果，一旦轨道耦合的平行场。量子点中自旋轨道耦合的原位控制被证明是从弱局域化到反局域化的门控交叉。
2002-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field-induced topological Hall effect and butterfly-shaped magnetoresistance in the centrosymmetric antiferromagnet EuAuAs
Renmin University of China（中国人民大学）；China People’s Police University（中国人民警察大学）
本文研究了中心对称反铁磁体EuAuAs的磁性和输运性质，发现其在反铁磁态下出现拓扑霍尔效应和蝴蝶形磁电阻，归因于场致自旋织构和自旋手性。
2026-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Complex phase mixture and domain superstructure across a new lead-free ferroelectric/anti-ferroelectric morphotropic phase boundary
研究了Bi（1-x）SmxFeO 3系统准同型相界铁电-反铁电相变的微结构演化。在0.1<x<0.14样品的选区电子衍射图中出现了1/4（110）的局域弱点，证明了A位上连续的Sm ~（3+）取代引起了短程反平行阳离子位移，从而产生了反铁电性。动力学蒙特卡罗模拟证实，增加反平行相互作用的强度（即增加x）诱导铁电到反铁电的转变。对于0.14<x<0.2的反相氧八面体倾斜诱导完全反铁电性。
2008-05-23 cond-mat.mtrl-sci
Persistent spin currents induced by a spatially-dependent magnetic field in a spin-1/2 Heisenberg antiferromagnetic ring
我们证明了一个空间相关的磁场可以在自旋为1/2的海森堡反铁磁环中感应出一个持续的自旋电流，该电流正比于单位球上磁场对向的立体角。这一结果是贝里在空间中“平行传输”的直接结果。自旋电流的大小由纵向和横向交换相互作用$J_\parallel/J_\perp$的比值和磁场决定。对于大的磁场的塞曼能量强烈重整伊辛项引起的最大自旋电流。在$J_\parallel/J_\perp\ll1$的极限下，电流的幅度表现为类似于$1-(J_\parallel/J_\perp)^2$。在相反的极限$πJ_\perp> J_\parallel>J_\perp$中，振幅按$\sqrt{J_\parallel/ J_\perp}\exp{(-\sqrt{J_\parallel/J_\perp})}$缩放。
2004-05-27 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
Infrared study of the multiband low-energy excitations of the topological antiferromagnet MnBi$_2$Te$_4$
用红外光谱研究了拓扑反铁磁体MnBi $_2$ Te $_4$与$T_N \simeq 25~\mathrm{K}$的体电子性质.在能带结构计算的支持下，我们分配的带内和带间激发，并确定带隙的$E_g \approx$ 0.17 eV。我们还获得了两种类型的导带与轻和非常重的载流子的证据。在300 K以下，多频带自由载流子响应引起组合等离子体频率$ω_{\mathrm{pl}}$异常强烈的增加。低于$T_N$的能带重建产生了$ω_{\mathrm{pl}}$的额外增加和两个导带之间的跃迁分裂约54 meV。因此，我们的研究揭示了一个复杂的和强烈的温度依赖性的多带低能量响应，具有重要意义的表面状态和设备应用的研究。
2020-09-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The NMR of High Temperature Superconductors without Anti-Ferromagnetic Spin Fluctuations
本文提出了超导体La_（1.85）Sr_（0.15）CuO_4中平面Cu和O位NMR异常的微观理论，定量地解释了在不考虑平面Cu位上反铁磁自旋涨落的情况下观察到的异常现象及其与所观察到的无公度中子自旋涨落的显著差异。该理论是从最近发表的从头计算能带结构计算，纠正LDA计算的倾向，高估了自库仑排斥的半填充铜d_x2-y2轨道的这些离子系统。这种新的能带结构在费米能级上产生了两个带，除了标准的Cu d_x2-y2和平面O p_sigma轨道外，还在Cu d_z2和顶端O p_z轨道上产生了空穴。这种能带结构是铜氧化物新理论的一部分，该理论解释了广泛的实验，并基于库珀对的形成，库珀对由来自一个能带的k向上自旋电子和来自另一个能带的-k向下自旋电子组成（带间配对模型）。
1999-08-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Optical read-out of the Néel vector in metallic antiferromagnet Mn$_{2}$Au
金属反铁磁体在两个亚晶格上具有破缺的反转对称性，强的自旋轨道耦合和高的Néel温度为自旋电子学的应用提供了新的机会。特别是Mn $_{2}$ Au，具有高Néel温度和导电性，对于实际应用特别有意义。在这里，操纵的方向的交错磁化，\textit{\ i.e.}的Néel矢量，电流脉冲，最近已被证明，与读出限于研究各向异性磁阻或X射线磁线性二色性。本文报道了Mn $_{2}$ Au（001）薄膜在脉冲磁场中的面内反射率各向异性。在近红外中，各向异性为$\approx$ 0.6\%，对于沿着Néel矢量偏振的光具有更高的反射率。所观察到的磁性线性二向色性比各向异性磁电阻大约大四倍。这表明Mn $_{2}$ Au中的二向色性是强自旋-轨道相互作用引起带间光学跃迁各向异性的结果，与最近的电子能带结构研究一致。在近红外线的相当大的磁性线性二向色性可用于超快光学读出的Néel矢量在Mn $_{2}$金。
2021-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impact of alloy disorder on the band structure of compressively strained GaBiAs
铋的掺入使GaAs的禁带宽度大大减小（E $_g$）伴随着自旋轨道分裂能的大幅度增加（$\bigtriangleup_{SO}$），导致预期减少所谓CHSH俄歇复合损失的$\bigtriangleup_{SO} > E_g$的条件，由此复合电子-空穴对的能量和动量被给予被激发进入自旋的第二空穴。轨道带通过与室温光调制反射（PR）测量结果的直接比较，我们从理论上研究了在（100）GaAs衬底上实验生长的GaBi $_x$ As $_{1-x}$样品的电子结构.我们的原子理论计算与PR测量一致，证实了对于$\textit{x} \approx$ 9 $%$，E $_g$等于$\bigtriangleup_{SO}$。然后，我们从理论上探讨的合金无序的函数的带间跃迁能的不均匀加宽。与自旋分裂跃迁相关的加宽来自传统的合金效应，而重空穴跃迁的行为可以很好地描述使用价带-反交叉模型。我们表明，对于含有8.5%和10.4%的Bi的样品，在确定一个明确的光空穴相关的跃迁能从测量的PR数据的困难是由于主机矩阵光空穴状态的显着加宽的结果，在相同的能量范围和合金中的无序存在大量的Bi共振态。我们进一步提供了定量估计的影响的超晶胞尺寸和假设的随机分布的Bi原子上的带间跃迁能量的GaBi $_{x}$作为$_{1-x}$。我们的计算支持在GaBi $_x$作为$_{1-x}$/GaAs接口，与最近的实验结果…
2013-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
