Large spin Hall angle and spin mixing conductance in highly resistive antiferromagnetic Mn2Au
反铁磁（AFM）材料由于具有零杂散磁场、高各向异性和自旋轨道耦合等优点，近年来在自旋电子学领域引起了广泛的研究兴趣。在这种背景下，双金属AFM Mn2Au引起了人们的关注，因为它具有独特的性能，并且其Neel温度非常高。在这里，我们报告自旋泵浦和反自旋霍尔效应的Mn2Au和CoFeB双层系统的铁磁共振研究。我们发现大自旋霍尔角θ_SH = 0.22
2020-01-03 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall effect induced spin Hall magnetoresistance in an antiferromagnetic Cr2O3/Ta bilayer
在Cr2 O3/Ta结构中观察到自旋霍尔磁电阻（SMR）和反常霍尔效应（AHE）。研究了Cr_2 O_3/Ta双层膜的结构和表面形貌。纵向和横向电阻测量的温度依赖性证实了Cr2 O3/Ta结构中SMR和AHE信号之间的关系。通过温度相关的磁电阻测量，揭示了Cr_2O_3/Ta结构中SMR的物理起源，并证实了AHE产生的自旋电流对SMR的贡献。Cr_2O_3/Ta双层膜中SMR和AHE的关系可能是由Cr_2O_3膜中的体反铁磁有序引起的边界磁化引起的。
2018-10-27 cond-mat.mtrl-sci
Crystal facet orientation and temperature dependence of charge and spin Hall effects in noncollinear antiferromagnet: A first-principles investigation
本研究通过第一性原理计算揭示非共线反铁磁体Mn3Pt中电荷和自旋霍尔效应强烈依赖晶面取向和温度，并阐明其机制，为反铁磁自旋电子学应用提供理论基础。
2024-05-26 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall effect in antiferromagnetic/non-magnetic interfaces
我们报告了Pt/Cr双层膜中磁邻近和霍尔输运的理论和实验研究。密度泛函理论表明，Pt层中存在界面磁化，反铁磁体中存在强的磁晶各向异性，易磁化轴离面。检测到归因于异常霍尔效应的信号，并将其与Pt和Cr层之间的界面相关联。我们发现，这种效果源于结合的邻近诱导磁化和非平凡的拓扑结构的能带结构在界面处。
2019-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall antiferromagnets
霍尔效应是指电流垂直于外加偏压流动的现象，在现代凝聚态物理的历史上扮演着重要的角色。它以经典、相对论和量子的形式出现，在建立固体能带理论、研究强相互作用电子的新相以及拓扑凝聚态现象学等方面发挥了重要作用。无耗散霍尔电流需要时间反演对称破缺。一个多世纪以来，它要么被归因于外部施加的磁场，并被称为普通的霍尔效应，要么被归因于自发的非零总内部磁化（铁磁性），并被称为异常霍尔效应。它通常与反铁磁序无关。然而，最近，理论预测和实验观察已经确定了一些补偿磁性晶体中的大霍尔效应，不受上述全局磁偶极子对称性破缺机制的支配。这篇文章的目标是系统地组织目前对产生非零霍尔效应的反常反铁磁材料的理解，我们将称之为反常霍尔反铁磁体，并在更广泛的基础和应用研究背景下讨论这类材料。我们的动机在提请注意异常霍尔反铁磁体是双重的。首先，由于霍尔效应不受磁偶极子对称性破缺的影响，这与对该现象的传统理解不一致，因此该主题本身值得关注。第二，这个新的轮回再次将霍尔效应置于多极磁性、拓扑凝聚态和自旋电子学交叉的新兴物理学领域的中间。
2021-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Strong, anisotropic anomalous Hall effect and spin Hall effect in chiral antiferromagnetic compounds Mn$_3X$ ($X$ = Ge, Sn, Ga, Ir, Rh and Pt)
用$ab~initio$能带结构和Berry相计算方法，对几种手性反铁磁化合物Mn $_3X$（$X$ = Ge，Sn，Ga，Ir，Rh和Pt）的本征反常霍尔效应和自旋霍尔效应进行了全面的研究.这些研究揭示了本征反常霍尔效应和自旋霍尔效应的大的各向异性值。Mn $_3X$材料表现出非共线的反铁磁顺序，为了避免几何挫折，形成布置在Kagome型晶格中的Mn矩的平面。相对于这些Kagome平面，我们发现，无论是异常霍尔电导率（AHC）和自旋霍尔电导率（SHC）是相当各向异性的任何这些材料。根据我们的计算，我们提出了如何最大限度地提高AHC和SHC不同的材料。的能带结构和相应的电子填充，我们表明是必不可少的，以确定AHC和SHC，这些不同的化合物进行了比较。我们指出，Mn $_3$ Ga显示出约600 $(\hbar/e)(Ω\cdot cm)^{-1}$的大SHC。我们的工作为在手性反铁磁材料中实现强反常霍尔效应和自旋霍尔效应提供了新的思路。
2017-04-04 cond-mat.mtrl-sci
All electrical manipulation of magnetization dynamics in a ferromagnet by antiferromagnets with anisotropic spin Hall effects
利用直流偏置电流调谐的自旋矩铁磁共振研究了金属CuAu-I型反铁磁体的自旋轨道矩。所观察到的自旋力矩主要来自自旋霍尔效应产生的自旋电流的扩散输运。通过研究外延样品，我们发现了自旋力矩的生长取向依赖性，这可能与自旋霍尔效应的各向异性有关。观察到的各向异性是一致的第一性原理计算的内在自旋霍尔效应。我们的工作证明了磁有序材料中的大的可调自旋轨道效应。
2015-09-21 cond-mat.mtrl-sci
Large intrinsic anomalous Hall effect in both Nb$_{2}$FeB$_{2}$ and Ta$_{2}$FeB$_{2}$ with collinear antiferromagnetism
通过对称性分析和第一性原理计算，预测两种室温共线反铁磁体Nb2FeB2和Ta2FeB2具有大本征反常霍尔效应，并完善了相关对称性要求。
2023-02-16 cond-mat.mtrl-sci
Quantum spin Hall effect and topological phase transitions in honeycomb antiferromagnets
虽然量子自旋霍尔（QSH）效应和反铁磁序构成了将基本自旋电子学概念嵌入未来技术的两个最有前途的现象，但迄今为止已知的几乎所有QSH绝缘体都是非磁性的。基于紧束缚理论和第一性原理理论，我们预测了二维蜂窝晶格反铁磁体由于时间反演和空间反演的对称性而表现出的QSH效应.我们确定功能化的锡膜实验上可行的例子，揭示了大的带隙，使这些系统的理想能源效率的自旋电子学应用。值得注意的是，我们发现，拉伸应变可以调整这些材料中的磁序，伴随着从QSH到量子反常霍尔相的拓扑相变。
2017-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Room-Temperature Terahertz Anomalous Hall Effect in Weyl Antiferromagnet Mn$_3$Sn Thin Films
太赫兹（THz）频率下的反铁磁自旋运动引起了人们对快速自旋电子学越来越多的兴趣，然而其对外场的较小响应抑制了器件的应用。非共线反铁磁体Mn $_3$ Sn是Weyl半金属的候选化合物，最近报道了它在室温下具有与铁磁体相当的反常霍尔效应（AHE）。这种大响应的动力学方面是一个重要的问题，以澄清未来的太赫兹数据处理。利用偏振分辨光谱研究了Mn $_3$ Sn薄膜的THz反常霍尔电导。大的反常霍尔电导率Re $σ_{xy} (ω) \sim$ 20 $\rm{Ω^{-1} cm^{-1}}$在太赫兹频率被清楚地观察到作为极化旋转。相比之下，Im $σ_{xy} (ω)$小到几个THz，表明AHE在大的频率范围内保持无耗散。一个特殊的温度依赖性相应的自旋织构的对称性的破坏/恢复进行了讨论。室温下THz AHE的观测证实了Mn $_3$ Sn的反铁磁自旋电子学的超快读出，也为研究Weyl反铁磁体的非平衡动力学开辟了新的途径。
2020-03-10 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
Ultrafast Dynamics of Intrinsic Anomalous Hall Effect in the Topological Antiferromagnet Mn3Sn
我们研究了拓扑反铁磁体Mn 3 Sn中反常霍尔效应（AHE）的超快动力学，时间分辨率低于100 fs.光脉冲激发大大提高了电子温度高达700 K，太赫兹探测脉冲清楚地解决了超快抑制的AHE退磁之前。结果是很好地再现了微观计算的内在贝里曲率机制，而明确排除了外来的贡献。我们的工作为非平衡AHE的研究开辟了一条新的途径，通过光对电子温度的剧烈控制来确定微观起源。
2023-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Negative spin Hall magnetoresistance in antiferromagnetic Cr2O3/Ta bilayer at low temperature region
研究了反铁磁Cr_2O_3/Ta双层膜在低温下的负自旋霍尔磁电阻效应。从300 K到50 K，SMR信号的符号单调地从正变为负。SMR符号的变化与Cr_2O_3的表面铁磁性和体相反铁磁性之间的竞争有关。Cr_2O_3（0001）的表面磁化强度在高温下占主导地位，而体相反铁磁性随温度的降低而增强。反常霍尔曲线的斜率与SMR的符号相吻合，证实了Cr_2O_3在不同温度下界面磁性的变化。根据在3 T下观测到的SMR比，估计Cr2 O3/Ta界面处的自旋混合电导为1.12*10^14（ohm^-1*m^-2），这与YIG/Pt结构和我们早期的Cr2 O3/W结构的结果相当。（Appl. Phys. Lett. 110，262401（2017））
2018-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Observation of Anomalous Hall Effect in Noncollinear Antiferromagnetic Mn3Sn Films
磁输运是自旋电子学的核心。Mn_3Sn是一种自旋序为120°的非共线反铁磁体，在室温下表现出很大的反常霍尔效应（AHE）.但在Mn_3Sn薄膜中，这种行为仍然是难以捉摸的。在这里，我们报告的观察稳健的AHE高达室温下的准外延Mn 3Sn薄膜，通过磁控溅射制备。（11-20）和（0001）取向的Mn 3Sn膜的生长为在三种不同测量配置中比较AHE提供了独特的机会。当磁场沿（0001）面扫描时，如[01-10]和[2-1-10]方向，薄膜的反常霍尔电导率比垂直于（0001）面扫描的薄膜的反常霍尔电导率高，而与它们沿[0001]或[01-10]方向的电流正交无关。在（11-20）取向的Mn 3Sn薄膜中获得了3 emu/cm^3的相当弱的铁磁矩，保证了具有磁化反转的霍尔信号的切换。我们的发现将促进Mn 3Sn在反铁磁自旋电子学中的集成。
2018-11-07 cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetic anisotropy determination by spin Hall magnetoresistance
提出了一种测量反铁磁绝缘体（AFI）磁各向异性的电学方法。当具有强自旋-轨道相互作用的金属膜，例如，铂（Pt）沉积在AFI上，由于自旋霍尔磁阻（SMR），其电阻应受到AFI N单元矢量方向的影响。因此，受外部磁场和磁各向异性两者影响的AFI N eel矢量的方向反映在Pt的电阻中。考虑SMR，计算了Pt电阻与AFI的磁场角度关系，表明在强磁场中，通过监测Pt电阻，可以从实验上获得反铁磁各向异性。对Pt/Cr2 O3、Pt/NiO和Pt/CoO等实际体系进行了计算。
2017-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall effect arising from noncollinear antiferromagnetism
在大多数导体中，垂直于电场方向的电流（霍尔电流）可以用带电粒子在外部磁场中流动时存在的洛伦兹力来解释。然而，正如埃德温·霍尔（Edwin Hall）在早期的工作中所建立的那样，铁磁导体（如Fe、Co和Ni）具有异常的霍尔电导率贡献，该贡献不能归因于洛伦兹力，因此在没有磁场的情况下仍然存在。尽管反常的霍尔效应在实验上很强，但在上个世纪的大部分时间里，它一直是金属输运效应中的一个，因为它缺乏一个有用的预测性的、普遍接受的理论。过去十年的进展解释了原因。现在很清楚，铁磁体中的反常霍尔效应既有与决定大多数输运系数的机制类似的非本征散射机制的贡献，也有与散射无关的本征机制的贡献。在顺磁体中也观察到异常霍尔效应，顺磁体具有由外部磁场感应的非零磁化。虽然没有明确的关系已经建立，异常霍尔效应在一个特定的材料通常被认为是成比例的磁化。在这项工作中，我们指出，它是可能有一个异常的霍尔效应在非共线反铁磁体与零净磁化提供某些常见的对称性是缺席的，并预测Mn3Ir，一个技术上重要的反铁磁材料与非共线秩序，生存到非常高的温度，有一个令人惊讶的大异常霍尔效应的大小可比的元素过渡金属铁磁体。
2013-09-16 cond-mat.mtrl-sci
Topological spin Hall effect in antiferromagnetic skyrmions
拓扑霍尔效应（THE）是手性Skyrmion晶格非平凡拓扑的主要表现形式之一，传统上被用来探测具有局部铁磁序的Skyrmion晶格的出现。在这项工作中，我们证明了非平凡的二维手征纹理的外观与本地{ \it反}-铁磁顺序可以通过$-$的自旋版本的拓扑自旋霍尔效应（TSHE）检测。利用半经典的形式主义，这里用来结合手征反铁磁纹理的共线，简并电子结构的密度泛函理论描述，我们遵循的电子SU（2）波包在外部电场的实时空间的实时演化，以证明出现相当大的横向纯自旋电流的Fe/Cu/Fe三层型的合成反铁磁体。我们进一步揭示了TSHE对电子结构细节的极端敏感性，这表明过渡金属合成反铁磁体中TSHE的大小和符号可以通过调整厚度或能带填充等参数来设计。除了是一个重要的一步，在我们的理解越来越复杂的skyrmionic系统的拓扑性质，我们的结果具有巨大的潜力，刺激发现反铁磁skyrmions。
2017-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Structural sensitivity of the spin Hall magnetoresistance in antiferromagnetic thin films
反铁磁（AFM）薄膜的磁性状态是AFM自旋电子器件的关键。我们研究了铂和绝缘AFM赤铁矿（α-Fe 2 O3）双层膜的自旋霍尔磁阻（SMR）背后的基本物理机制，发现SMR效率高达0.1%，与铁磁结构相当。为了了解所观察到的复杂的SMR场的依赖性，我们分析的磁轴的错位，在生长过程中出现的薄膜，通过电气测量和直接磁成像的影响，并发现一个小的偏差可以导致在SMR响应的显着签名。这突出了在解释AFM自旋纹理的SMR测量时必须注意的问题。
2020-07-15 cond-mat.mtrl-sci
Topology analysis for anomalous Hall effect in the non-collinear antiferromagnetic states of Mn$_3\mathit{A}$N ($A$ = Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Pd, In, Sn, Ir, Pt)
利用第一性原理计算研究了反钙钛矿锰氮化物非共线反铁磁金属态产生大的反常霍尔效应的电子结构拓扑特征.我们首先预测这些化合物的稳定磁性结构是非共线的反铁磁结构，其特征在于无论是$T_{1g}$或$T_{2g}$不可约表示通过评估的总能量为所有的磁性结构分类根据对称性和多极矩。接下来对从第一性原理能带结构得到的Wannier紧束缚模型进行拓扑分析。结果表明，在$k$ -空间积分后，布里渊区费米面附近广泛分布的自旋-轨道耦合导致的小Berry曲率对反常Hall电导率的贡献占主导地位，而Weyl点附近的局部发散Berry曲率对反常Hall电导率的贡献相对较小.
2019-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetic quantum spin Hall states in iron halogenide
量子自旋霍尔绝缘体（QSH）可以看作是两个局域磁矩相反的量子反常霍尔绝缘体（QAH）的复制。然而，迄今为止发现的几乎每一个QSH绝缘体都是半导体。由于每个副本的局部磁矩消失，QAH态仅概念上存在于这些QSH绝缘体中。在这项工作中，我们展示了一个现实的建设QSH态有限的本地磁矩桩双层QAH绝缘体。我们明确的建设受益于一个有效的QAH模型与一个大的拓扑间隙，并进一步支持一类二维铁磁材料。我们的工作不仅验证了QSH和QAH的概念关系，而且为实现反铁磁QSH态提供了一个理想的材料平台，该反铁磁QSH态是QAH和QSH态之间高度可调的层数函数。
2020-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Hall effect measurements on epitaxial SmNiO3 thin films and implications for antiferromagnetism
稀土镍酸盐（RNiO 3）表现出有趣的现象，例如波矢q =（1/2，0，1/2）处的不寻常的反铁磁有序和可调的绝缘体-金属转变，这些都是活跃的研究主题。在这里，我们提出了随温度变化的电阻率，磁阻，塞贝克系数，和霍尔系数（RH）的外延SmNiO 3薄膜与不同的氧化学计量的运输测量。我们发现，从室温到高温绝缘体-金属转变，霍尔系数是空穴类和塞贝克系数是电子类。在低温下，Néel转变引起RH符号到类电子的交叉，类似于金属系统中自旋密度波形成的效果，但在绝缘体-金属转变以下约200 K的绝缘相中产生。我们建议，反铁磁性可以稳定的能带结构，即使在绝缘相的相关氧化物，如RNiO 3，落在强和弱的电子相关的限制之间。
2013-03-05 cond-mat.mtrl-sci
Large Anomalous Hall Effect at Room Temperature in a Fermi-Level-Tuned Kagome Antiferromagnet
本文报道费米能级调谐的笼目反铁磁体Mn2.4Ga在室温下具有约150 Ω⁻¹cm⁻¹的大反常霍尔电导率，超过Mn3Sn和Mn3Ge，并揭示其源于外尔点附近增强的贝里曲率及磁场可控的自旋手性。
2024-02-26 cond-mat.mtrl-sci
Origin of the large topological Hall effect in the EuCd$_2$Sb$_2$ antiferromagnet
Institute of Low Temperature and Structure Research, Polish Academy of Sciences（波兰科学院低温与结构研究所）
研究揭示EuCd₂Sb₂反铁磁体中大拓扑Hall效应的三种可能机制，包括Weyl状态、自旋涨落和标量自旋手性。
2026-02-23 cond-mat.mtrl-sci
Thermal Hall effect and topological edge states in a square lattice antiferromagnet
研究了具有易平面自旋各向异性的二维空间反转对称（SIS）破缺正方晶格反铁磁体的热霍尔效应和Z2拓扑不变量的边缘模.这些拓扑性质需要一个非零的Berry曲率，它的起源归因于Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）相互作用或非共面磁序，产生一个耦合到磁振子运动的U（1）规范场。虽然这幅图是建立在铁磁体的kagome和烧绿石晶格，它不适用于我们的正方形晶格模型，因为这样的规范场抵消了边缘共享几何。相反，我们的情况与Rashba电子系统的反常霍尔效应类似，其中自旋轨道耦合产生SU（2）规范场。定义在反铁磁子晶格上的两类磁振子可以看作是磁振子的赝自旋自由度。当磁矩的方向由磁场适当控制时，由于SIS破缺而出现的DM相互作用充当磁振子的伪自旋轨道耦合并产生Berry曲率。我们的反铁磁体的霍尔热导率在温度T下快速增长，超过了幂律，这反映了反铁磁体几乎没有带隙的低能分支，这与烧绿石铁磁体的T^7/2依赖性截然不同。本系统可作为非中心对称晶体Ba_2MnGe_2O_7和Ba_2CoGe_2O_7的标准模型。
2019-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Electric-filed tuned anomalous valley Hall effect in A-type hexagonal antiferromagnetic monolayer
本文提出利用面外电场破坏A型六角反铁磁单层的PT对称性以产生并调控自旋劈裂，并通过Cr2CH2的第一性原理计算验证了层锁定反常谷霍尔效应。
2023-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Nonlinear Hall Detection of the Néel Vector for Two-Dimensional Antiferromagnetic Spintronics
本文提出利用本征非线性霍尔（INH）效应高效检测二维反铁磁体中的Néel矢量，以单层MnX为例展示其信号强度远超传统材料，并通过电门控精确调控，为二维反铁磁自旋电子存储器件提供了新方案。
2023-06-20 cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall magnetoresistance in antiferromagnetic insulators
反铁磁材料承诺改善自旋电子应用的性能，因为它们对外部磁场扰动是鲁棒的，并且与铁磁体相比允许更快的磁化动力学。然而，由于缺乏宏观磁化，直接观察反铁磁状态是具有挑战性的。在这里，我们表明，自旋霍尔磁阻（SMR）是一个通用的工具，通过简单的电输运实验，通过调查易平面反铁磁绝缘体$α$ -Fe 2 O3（赤铁矿）和NiO双层异质结构与Pt重金属顶部电极的反铁磁自旋结构的探测。当在三个正交平面上旋转外部磁场时，我们记录了Pt的纵向和横向电阻率，并观察到与SMR效应一致的特征电阻率调制。我们分析了它们的振幅和相位，并将数据与来自原型共线亚铁磁性Y3 Fe 5 O 12/Pt双层的结果进行比较。所观察到的磁场的依赖性解释在一个全面的模型，基于两个磁子晶格，并考虑到磁场引起的修改的域结构。我们的结果表明，SMR使我们能够理解的自旋配置和研究磁弹性效应在反铁磁多畴材料。此外，在$α$ -Fe_2 O_3/Pt双层膜中，我们发现$2.5 \times 10^{-3}$的SMR幅度出乎意料地大，是原型Y_3Fe_5 O_（12）/Pt双层膜的两倍，使得该系统对于室温反铁磁自旋电子学应用特别感兴趣。
2020-06-23 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
Anomalous Hall and Nernst effect switching via staggered rotation in a kagome antiferromagnetic semimetal
针对非共线反铁磁体反常横向输运难以产生和调控的问题，提出自旋小交错旋转方法，在 Mn$_3$Sn 中实现 AHC 与 ANC 的产生、符号及数值切换。
2024-12-03 cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear Magnetic Orbital Hall Effect Induced by Spin-Orbit Coupling
Singapore University of Technology and Design（新加坡科技设计大学）；Beihang University（北京航空航天大学）；Yanshan University（燕山大学）；Fudan University（复旦大学）；Lanzhou University（兰州大学）；The Hong Kong Polytechnic University（香港理工大学）
本文提出通过自旋轨道耦合在源反铁磁体中实现二阶非线性磁轨道霍尔效应，解决反铁磁自旋电子学中180度切换读取和垂直磁化铁磁体写入的问题。
2026-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall enhancement in fully compensated non-collinear antiferromagnetic Cr-doped Mn3Sn
National University of Singapore（新加坡国立大学）；National University of Singapore (Chongqing) Research Institute（新加坡国立大学（重庆）研究院）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Nanjing University（南京大学）；Central South University（中南大学）
通过第一性原理计算与实验，证明Cr掺杂能在保持Mn3Sn反铁磁序的同时增强其反常霍尔电导率，并抑制低温螺旋/自旋玻璃相，为提升反铁磁自旋电子器件性能提供有效策略。
2026-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Electrical detection of the spin reorientation transition in antiferromagnetic TmFeO$_3$ thin films by spin Hall magnetoresistance
TmFeO $_3$（TFO）是一种倾斜的反铁磁体，在82 ~ 94 K温度范围内发生自旋重取向转变（SRT）。在此温度范围内，Néel矢量从结晶学$c$轴（低于82 K）连续旋转到$a$轴（高于94 K）。SRT允许在不需要磁场的情况下对不同的反铁磁状态进行温度控制，使其适合于在THz频率下工作的应用。对于器件应用，需要TFO的薄膜以及用于读出磁状态的电技术。在这里，我们表明，正交TFO薄膜可以通过脉冲激光沉积生长和检测TFO薄膜中的SRT可以访问通过利用全电自旋霍尔磁阻（SMR），在很好的协议的温度范围内发生SRT。我们的研究结果表明，人们可以电气检测SRT在绝缘体。
2020-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic order of Dy$^{3+}$ and Fe$^{3+}$ moments in antiferromagnetic DyFeO$_{3}$ probed by spin Hall magnetoresistance and spin Seebeck effect
报道了稀土反铁磁体DyFeO $_{3}$单晶与Pt薄膜接触的自旋霍尔磁电阻（SMR）和自旋塞贝克效应（SSE）。SMR在高温下的角形状和对称性反映了Fe $^{3+}$矩的反铁磁顺序，由塞曼能量，磁晶各向异性和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用所控制。我们解释所观察到的线性依赖于磁场强度的信号作为证据的磁场诱导的顺序的Dy $^{3+}$时刻到室温。在和低于50 $\,$ K的Morin温度下，SMR监测Fe $^{3+}$自旋的自旋重取向相变。低于23 $\,$ K，出现了持续低于4 $\,$ K的额外特征，4 $\,$ K是Dy $^{3+}$磁性亚晶格的有序温度。我们的结论是，SMR和SSE的组合是一个简单而有效的工具来研究自旋重取向相变和亚晶格磁化。
2020-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Quantum Anomalous Hall Effect through Canted Antiferromagnetism
大多数倾斜反铁磁体也是反常霍尔反铁磁体（AHE AFM），即它们具有反常霍尔响应和具有相同对称性要求的其他响应。我们认为，AHE原子力显微镜是有前途的材料作为主机的高温量子反常霍尔效应。通过考虑具有强自旋-轨道耦合的二维（001）钙钛矿层模型，该模型隔离了$t_{2g}$流形的有效总角动量$\tilde{j}= \frac{1}{2}$子空间，我们提出了一种设计量子反常霍尔反铁磁体的策略。
2019-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Spin Hall-like Phononic States in van der Waals Bilayers with Antiferromagnetic Ordering
在这里，我们提出了量子自旋霍尔类声子态的范德华双层系统与反铁磁有序。在具有小层间相互作用的双层系统中，反铁磁有序使得总陈数为零，其中每层的陈数彼此相反。在双层CrI3反铁磁有序已被实验证明，我们表明，量子自旋霍尔类状态出现空间分离的手征边缘模式。
2019-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic nonlinear Hall effect in antiferromagnetic tetragonal CuMnAs
Néel矢量的取向检测是反铁磁自旋电子学的一个主要研究课题。在这里，我们认识到的内在非线性霍尔效应，这是独立的弛豫时间，作为一个突出的贡献的时间反演奇数二阶电导率，并可以用来检测翻转的Néel矢量。与此相反，贝里曲率偶极诱导的非线性霍尔效应依赖于弛豫时间的线性和时间反演均匀。研究了反铁磁金属四元CuMnAs的本征非线性霍尔效应，发现其非线性霍尔电导率可达mA/V $^2$量级.这种非线性霍尔电导率对化学势的依赖性可以用倾斜的大质量狄拉克模型定性地解释。此外，我们证明了它的强烈的温度依赖性，并简要讨论了它的竞争与二阶德鲁德电导率。最后，对磁点群进行了全面的综述，为寻找更多具有本征非线性霍尔效应的反铁磁材料提供了指导。
2021-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall effect in the noncollinear antiferromagnet Mn5Si3
磁矩非共线取向的金属反铁磁体为通过分析反常霍尔效应研究自旋相关输运性质提供了一个平台。金属间化合物Mn5Si3是一种具有共线和非共线磁结构的反铁磁体，其磁结构是由Mn原子在两个不等价的晶格位置上形成的。在这里，多晶薄膜和单晶的磁输运测量报告。在所有样品中，观察到归因于磁矩的非共线分布的异常霍尔效应的额外贡献。此外，一个额外的磁相位之间的非共线和共线制度以上的变磁转变是解决在单晶中的异常霍尔效应。
2016-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall magnetoresistance in antiferromagnet/heavy-metal heterostructures
研究了重金属Pt和反铁磁绝缘体NiO双层异质结构薄膜中的自旋霍尔磁电阻效应。当旋转外部磁场在NiO的易平面，我们记录的纵向和横向电阻率的Pt层，并观察到一个振幅调制与自旋霍尔磁电阻。与共线亚铁磁体上的Pt相比，调制相移90°，并且其幅度随着磁场的大小而强烈增加。我们在一个综合模型中解释了所观察到的自旋霍尔磁电阻的磁场依赖性，并考虑了磁场引起的反铁磁体中畴结构的修改。通过这个通用模型，我们能够进一步估计反铁磁体中磁弹性耦合的强度。我们的详细研究表明，自旋霍尔磁电阻是一个通用的工具，调查的磁性自旋结构以及磁弹性效应，即使在反铁磁多畴材料。
2018-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant Anomalous Hall Effect in the Chiral Antiferromagnet Mn3Ge
反铁磁性的外场控制是一个重要的基础科学和技术应用课题。反常霍尔效应（AHE）作为一种有用的宏观响应来检测磁性状态，在铁磁体中是已知的，但在反铁磁体中从未观察到，直到最近在Mn 3Sn中发现。在这里，我们报告的另一个例子中的AHE在相关的反铁磁体，即，在六方手性反铁磁体Mn 3Ge。我们的单晶研究表明，Mn 3 Ge表现出巨大的反常霍尔电导率$|σ_{xz}|$ ~ 60每欧姆每厘米在室温下和约380每欧姆每厘米在5 K在零场，达到近一半的预期值的量子霍尔效应每原子层的陈数为1。我们的各向异性霍尔电导率的详细分析表明，在比较的面内场分量$|σ_{xz}|$和$|σ_{zy}|$，这是非常大的，几乎可以比较的大小，我们发现$|σ_{yx}|$在沿c轴的领域被发现要小得多。在小于0.1 T的小磁场作用下，反常的霍尔效应出现符号反转. AHE对磁场的软响应对于应用是有用的，例如，开发基于反铁磁体的开关和存储器件。
2016-07-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The chiral Hall effect in canted ferromagnets and antiferromagnets
反常霍尔效应在我们理解许多磁现象中是不可缺少的。这涉及铁磁材料以及不同类别的反铁磁体，其中除了反常和晶体霍尔效应之外，非共面反铁磁体中的拓扑霍尔效应在过去几十年中一直是深入研究的主题。在这里，我们发现了一种新的风格的反常霍尔效应在倾斜自旋系统。利用先进的理论工具，我们证明了倾斜时，反常的霍尔效应获得的贡献是敏感的自旋之间的印记矢量手性的意义。我们探讨了相应的手征霍尔效应的起源和基本性质，并将其与系统的对称性紧密联系起来。我们的研究结果表明，手征霍尔效应和相应的手征磁光效应出现作为新的通用工具，在表征复杂的磁体的结构和手性的相互作用，以及在跟踪其手征动力学和波动。
2021-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall effect in an amorphous antiferromagnet with inverted hysteresis
研究发现非晶反铁磁体在零场下实现磁反转并产生大异常霍尔效应，为低功耗存储器件设计提供新途径。
2025-12-03 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Terahertz Antiferromagnetic Spin Hall Nano-Oscillator
我们考虑了自旋霍尔几何中绝缘反铁磁体的电流诱导动力学。足够大的垂直于Néel阶的面内电流会触发声学和光学本征模之间频率的自发振荡。驱动电流的方向决定了激励的手性。当电流超过阈值时，自旋泵浦和电流引起的转矩的组合效应引入动态反馈，该动态反馈维持具有经由所施加的电流可控的幅度的稳态振荡。对于不同的反馈强度，交流电压输出作为直流电流输入的函数进行数值计算。我们的发现为太赫兹反铁磁自旋力矩振荡器开辟了一条道路。
2016-05-20 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
Anomalous Hall resistivity and possible topological Hall effect in the EuAl$_4$ antiferromagnet
本文报道了EuAl $_4$单晶的反常霍耳电阻率的观测结果。EuAl $_4$是一种中心对称的四元化合物，具有反铁磁（AFM）和电荷密度波（CDW）两种不同的电性，其起始点分别为$T_\mathrm{N} \sim 15.6$ K和$T_\mathrm{CDW} \sim 140$ K。在AFM状态下，当磁场沿$c$轴方向施加时，EuAl $_4$经历一系列变磁性转变.在这个磁场范围内，我们观察到一个明显的驼峰状异常的霍尔电阻率，代表异常霍尔电阻率的一部分。通过考虑不同的情况下，我们得出结论，这种驼峰状的功能是最有可能的拓扑霍尔效应，通常发生在非中心对称的材料主机非平凡的拓扑自旋纹理的表现。鉴于此，EuAl $_4$将代表一种罕见的情况，其中拓扑霍尔效应不仅出现在中心对称结构中，而且还与CDW有序共存。
2020-12-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic sensitivity distribution of Hall devices in antiferromagnetic switching experiments
我们分析了用于测量磁阻效应的器件结构中的横向霍尔型电压上的局部磁自旋织构的复杂影响。我们发现一个高度本地化和不对称的磁灵敏度在八端的几何形状，经常用于电流感应开关实验，例如探测反铁磁材料。以反铁磁NiO/Pt的电流感应开关为例，基于直接成像观察到的畴开关模式，我们估计了与开关事件相关的自旋霍尔磁阻信号的变化。该估计与减去非磁性贡献之后的实际电数据相关。这里，具有根本不同的切换模式的三个测量几何结构之间的相关性的一致性强烈地指示了所测量和分析的电信号的磁源。
2022-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical control of intrinsic nonlinear Hall effect in antiferromagnetic topological insulator sandwiches
本研究提出利用外加电场打破PT对称性，解除Kramers对自旋简并，从而显著增强并电学调控反铁磁拓扑绝缘体三明治结构中的本征非线性霍尔效应。
2024-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large unconventional anomalous Hall effect arising from spin chirality within domain walls of an antiferromagnet EuZn$_2$Sb$_2$
本研究在共线反铁磁体 EuZn$_2$Sb$_2$ 中发现巨大非传统反常霍尔效应，并通过输运标度与计算将其归因于磁场倾斜 Eu 磁矩时畴壁内产生的标量自旋手性。
2024-02-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spontaneous topological Hall effect induced by non-coplanar antiferromagnetic order in intercalated van der Waals materials
本研究在插层范德华材料 CoTa3S6 和 CoNb3S6 中发现了全进全出型非共面反铁磁序，揭示了标量自旋手性诱导的自发拓扑霍尔效应，为补偿反铁磁体的电学读取与写入提供了新平台。
2023-03-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Large spin Hall magnetoresistance in antiferromagnetic α-Fe2O3/Pt heterostructures
研究了室温下反铁磁、绝缘、（0001）取向α-Fe_2O_3（赤铁矿）和Pt的薄膜异质结构的自旋霍尔磁电阻（SMR）。我们测量它们的纵向和横向磁化率，同时在三个正交平面上旋转高达17 T的外加磁场。对于平面外的磁输运测量，我们发现一个多畴反铁磁配置的迹象时，该领域是沿着正常的膜对齐。对于面内场旋转，我们清楚地观察到由于Neel矢量的相干旋转导致的SMR的正弦电阻率振荡特性。令人惊讶的是，0.25%的最大SMR幅度是原型亚铁磁性Y3Fe5O12/Pt异质结构的两倍。SMR效应在比可比较的反铁磁体小得多的磁场下饱和，使得α-Fe2O3/Pt系统对于室温反铁磁自旋电子学应用特别感兴趣。
2020-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab initio prediction of anomalous Hall effect in antiferromagnetic CaCrO$_3$
Institute of Scientific and Industrial Research, Osaka University（大阪大学科学工业研究所）；Department of Precision Engineering, Graduate School of Engineering, Osaka University（大阪大学大学院工学研究科精密工程专攻）
研究通过从头计算预测反铁磁CaCrO3中的异常霍尔效应，揭示反铁磁序参数与铁磁序参数在非对称空间群中的相同不可约表示，导致k空间中非零 Berry 曲率，增强霍尔效应。
2023-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain-tunable anomalous Hall plateau in antiferromagnet CoNb$_3$S$_6$
本研究在交替磁候选材料CoNb$_3$S$_6$中发现应变可调的反常霍尔平台，其源于不改变磁有序的隐藏相变的相共存，具有非易失性，可实现反常霍尔效应的四态开关，为自旋电子学应用提供新途径。
2025-03-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Effective electrical manipulation of topological antiferromagnet by orbital Hall effect
本研究通过轨道霍尔效应实现Weyl反铁磁体Mn3Sn的有效电操控，插入Pt层可将临界切换电流密度降低一个数量级，并展示其类突触行为，为高性能反铁磁器件提供新途径。
2023-10-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Layer-Locked Anomalous Valley Hall Effect in Two-Dimensional A-Type Tetragonal Antiferromagnetic Insulator
本文提出在A型AFM绝缘体中通过应变和电场调制实现反常谷霍尔效应，预测$\mathrm{Fe_2BrMgP}$单层为VQSHI原型，实现AVHE与QSHE协同，为二维四方AFM单层中实现多种霍尔效应提供新途径。
2023-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pressure tuning of the anomalous Hall effect in the chiral antiferromagnet Mn3Ge
报道了手征反铁磁体Mn $_3$ Ge中巨反常霍尔效应（AHE）的压力演化.源于Mn $_3$ Ge中的非零Berry曲率的AHE可以通过施加静水压力来连续调谐。在室温下，霍尔信号改变符号作为压力的函数，并完全消失在$p=1.53$ GPa。即使霍尔电导率在增加压力时改变符号，在2.85 GPa下的23 ${\rm Ω^{-1}cm^{-1}}$的室温饱和值也非常高，并且与在环境压力下的约40 ${\rm Ω^{-1}cm^{-1}}$的饱和值相当。霍尔电导率的变化可以直接与非共线三角形磁结构中Mn矩的面内分量的大小的逐渐变化相关联。因此，我们的研究结果提供了一种调谐的手征反铁磁锰$_3$锗的AHE的路线。
2020-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
