Anisotropic magnon transport in an antiferromagnetic trilayer heterostructure: is BiFeO$_3$ an altermagnet?
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Rice University（莱斯大学）；Cornell University（康奈尔大学）；University of Arkansas（阿肯色大学）
研究揭示BiFeO₃在反铁磁三明治异质结构中的各向异性磁子传输特性，发现其作为替代磁体的潜力。
2026-01-08 cond-mat.mes-hall
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
Triplet correlations in superconductor/antiferromagnet heterostructures: dependence on type of antiferromagnetic ordering
Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；National Research University Higher School of Economics（国立高等经济大学）
针对超导体/反铁磁体异质结构的邻近效应，本文发展任意两子晶格反铁磁有序的理论，发现共线补偿反铁磁体主导棋盘格奈尔三重态关联，层状反铁磁体的三重态更弱且结构依赖于反铁磁体及界面取向。
2025-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Surface state dominated spin-charge current conversion in topological insulator/ferromagnetic insulator heterostructures
本文报道了在室温下用分子束外延技术在钇铁石榴石薄膜上生长的三维拓扑绝缘体薄膜--Bi_2Se_3和（Bi，Sb）_2 Te_3中观察到的铁磁共振驱动的自旋泵浦信号。通过系统地改变Bi 2Se 3膜的厚度，我们表明，自旋-电荷转换效率，其特征在于由逆Rashba-Edelstein效应长度（lambda_IREE），随着膜厚度从2个五重层增加，饱和以上6个五重层显着增加。这表明在拓扑绝缘体/铁磁体异质结构中，表面态在自旋和电荷相互转换中起主导作用。通过对一系列YIG/（BiSb）2 Te 3异质结的研究，进一步证实了我们的结论。最后，我们使用铁磁共振线宽展宽和反Rashba-Edelstein信号来确定有效的界面自旋混合电导和lambda_IREE。
2016-07-13 cond-mat.mes-hall
Discovery of a high-temperature antiferromagnetic state and transport signatures of exchange interactions in a Bi2Se3/EuSe heterostructure
本文报告了Bi2Se3/EuSe异质结构中界面交换相互作用的实验证据，发现EuSe界面形成Néel温度至少提高五倍的反铁磁层，且高磁场电阻突变表明该耦合影响拓扑表面态输运，为零磁化下高温局部控制TSS及新型量子器件设计提供了新机遇。
2022-11-02 cond-mat.mes-hall
Anomalous magnetoresistance in an antiferromagnetic Kagome semimetal heterostructures
State Key Laboratory of Semiconductor Physics and Chip Technologies, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences（中国科学院半导体研究所半导体物理与芯片技术国家重点实验室）；Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学材料科学与光电工程技术中心）；Anhui Province Key Laboratory of Condensed Matter Physics at Extreme Conditions, High Magnetic Field Laboratory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心安徽省极端条件凝聚态物理重点实验室）；Key Laboratory of Electromagnetic Processing of Materials Ministry of Education, Northeastern University（东北大学教育部电磁冶金材料加工重点实验室）；Songshan Lake Materials Laboratory（松山湖材料实验室）
研究通过引入Pt覆盖层的界面Dzyaloshinskii-Moriya相互作用，在FeSn薄膜中实现可调自旋纹理，观察到低磁场下的非传统阻尼振荡磁电阻行为，揭示了拓扑自旋纹理与磁电输运性质的关联。
2025-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Demonstration of surface transport in a hybrid Bi2Se3/Bi2Te3 heterostructure
尽管对拓扑绝缘体（TI）的研究已经很多，但是对于TI/TI异质结构的系统实验仍然缺乏。我们生长了一个高品质的异质结构，含有单一的五元组层（QL）的Bi 2Se 3的Bi 2 Te 3的19个QLs，并比较其输运性质与20个QLs Bi 2Se 3和20个QLs Bi 2 Te 3。这三种薄膜都是通过分子束外延（MBE）在绝缘蓝宝石（0001）衬底上生长的。原位角分辨光电子能谱（ARPES）提供了直接的证据，表明1 QLs Bi 2Se 3/ 19 QLs Bi 2 Te 3异质结构的表面态与20 QLs Bi 2Se 3的表面态相似，而与20 QLs Bi 2 Te 3的表面态不同.在非原位传输测量中，观察到的线性磁阻（MR）和弱反局域化（WAL）的混合异质结构是类似的纯Bi 2Se 3膜，而不是Bi 2 Te 3膜。这表明，19个量子点Bi 2 Te 3的顶部上的单个Bi 2Se 3 QL层主导其传输特性。
2013-10-25 cond-mat.mes-hall
Topologically Driven Giant Effective Spin Mixing Conductance in Antiferromagnetic FeSn/Py Heterostructures
Indian Institute of Technology Delhi（印度德里理工学院）；Inter-University Accelerator Center（大学间加速器中心）；University of Gothenburg（哥德堡大学）；Research Institute of Electrical Communication, Tohoku University（东北大学电气通信研究所）
该研究首次探讨了 epitaxial-FeSn/Py 异质结构中的自旋泵浦行为，发现其有效自旋混合电导（g^↑↓_eff）达到 (116±7) nm⁻²，比标准Pt/Py异质结构高一个数量级，并归因于Py层与拓扑活性的[001]-kagome表面直接接触。
2026-05-21 cond-mat.mes-hall
Layer-Resolved Magnetic Proximity Effect in van der Waals Heterostructures
磁邻近效应是异质结构中自旋电子学、超导学和拓扑学现象的重要组成部分。这种效应对界面的电子性质，如电子波函数重叠和能带排列高度敏感。最近出现的范德华（vdW）磁体，使通过设计具有原子级清洁界面的异质结构来调节邻近效应成为可能。特别是，原子薄CrI 3表现出分层反铁磁性，其中相邻的铁磁单层反铁磁性耦合。利用这种磁性结构，我们发现了一个层分辨的磁性邻近效应形成的单层WSe 2和Bi/三层CrI 3的异质结构。通过对CrI 3的单层磁化强度施加磁场控制，我们发现WSe 2和CrI 3之间的自旋相关电荷转移主要由界面CrI 3层控制，而邻近交换场对整个层状磁性结构高度敏感.这些属性使我们能够使用单层WSe 2作为空间敏感的磁传感器映射出分层反铁磁畴结构在零磁场以及反铁磁/铁磁畴附近的自旋翻转过渡在双层CrI 3。我们的工作揭示了一种新的方法来控制邻近效应和探测界面磁序通过vdW工程。
2020-01-12 cond-mat.mes-hall
Infrared-to-violet tunable optical activity in atomic films of GaSe, InSe, and their heterostructures
二维半导体-具有共价层内键合和层间弱（范德华或四极）耦合的材料原子层-是一类具有巨大光电应用潜力的新材料。其中，后过渡金属硫族化物（PTMC），InSe和GaSe现在占据了特殊的位置。最近已经发现，与厚的多层晶体相比，InSe的2D晶体中的带隙在单层中增加一倍以上，而导带电子的高迁移率由其轻的面内质量促进。在这里，我们使用拉曼和PL测量封装的几层样品，加上精确的原子力和透射电子显微镜结构表征，揭示新的光学性能的原子薄的GaSe保存hBN封装。我们观察到的带隙补充了由InSe膜提供的光谱范围，使得这两种几乎晶格匹配的PTMC膜及其异质结构的光学活性密集地覆盖了从紫色到红外的光子光谱。我们证明了后者的实现的第一次观察层间激子光致发光在几层InSe-GaSe异质结构。空间间接跃迁在k空间中是直接的，因此是明亮的，而它的能量可以通过层数在很宽的范围内调节。
2018-10-03 cond-mat.mes-hall
Quantum Anomalous Hall Effect in Perfectly Compensated Collinear Antiferromagnetic Thin Films
我们发现，量子反常霍尔效应几乎总是发生在磁性拓扑绝缘体薄膜的顶部和底部表面层的磁化是平行的，独立的内层磁化配置。使用这个标准，我们确定的结构，有一个量子异常霍尔效应，即使他们有共线的磁性结构，没有净磁化，并讨论实现这些有趣的磁性状态的实验策略。
2021-10-02 cond-mat.mes-hall
Accelerating the laser-induced demagnetization of a ferromagnetic film by antiferromagnetic order in an adjacent layer
研究了Ni/NiMn和Co/NiMn铁磁/反铁磁双层膜系统在激光脉冲激发下的超快退磁。我们探测铁磁顺序的Ni和Co使用磁性圆二色性在时间分辨泵浦-探测共振X射线反射率。调谐样品温度跨反铁磁有序温度的NiMn层允许调查后者的磁序引起的影响。NiMn中反铁磁有序的存在加速了铁磁层的退磁，这归因于激光诱导的铁磁层和反铁磁层之间的双向超扩散自旋电流。
2020-08-12 cond-mat.mes-hall
Enhancement of gaps in thin graphitic films for heterostructure formation
存在大量具有与石墨烯类似结构的原子级薄的石墨膜。这些膜具有与它们的离子性相关的带隙的扩展，并且还与它们在其上生长的衬底相关。这样的薄膜可以在数字电子领域有一系列应用，而在这些领域石墨烯很难使用。我用动态集群近似显示如何电子-声子之间的耦合膜和基板可以提高这些差距的方式，取决于耦合的范围和强度。这种效应的驱动因素之一是蜂窝晶格上的电子接近电荷密度波不稳定性。在中间耦合的增强是足够大的，空间变化的基板和覆层可以用来创建异质结构在薄石墨膜与位置相关的电子-声子耦合和间隙，导致先进的电子元件。
2014-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ultrafast heat flow in heterostructures of Au nanoclusters on thin-films: atomic-disorder induced by hot electrons
利用飞秒电子衍射技术研究了Au $_{923}$纳米团簇异质结构在电子激发下的超快结构动力学。各种形式的原子运动，如热振动，热膨胀和晶格无序，表现为不同的和可量化的倒易空间观测。在光激发的，支持的纳米团簇的热平衡进行通过内在的热流，它们的电子和它们的晶格之间，和外在的热流之间的纳米团簇和它们的基板。为了深入理解这个过程，我们已经扩展了两个温度模型的情况下，0 D/2D异质结，并用它来描述能量流之间的各个子系统，量化界面耦合常数，并阐明的光学和热基板性能的作用。当Au纳米团簇的晶格加热由内禀热流主导时，发生原子位置的可逆无序，这在热作为热衬底声子注入时不存在。目前的分析表明，热电子可以扭曲纳米团簇的晶格，即使晶格温度低于表面预熔化的平衡阈值。基于简单的考虑，该效果被解释为由于在高电子温度下的势能面的修改而激活的表面扩散。我们讨论了这样一个过程的影响，在表面化学反应过程中的结构变化。
2018-07-12 cond-mat.mes-hall
Excitation and detection of coherent sub-terahertz magnons in ferromagnetic and antiferromagnetic heterostructures
相干高频磁振子（自旋波量子）的激发对高速磁振子器件的发展至关重要。在这里，我们计算演示了激发相干亚太赫兹（THz）磁振子在铁磁（FM）和反铁磁（AFM）薄膜的皮秒光声脉冲。分析计算也揭示了磁振子激发机制。通过自旋泵浦和自旋-电荷转换，这些磁振子可以将亚太赫兹电荷电流注入相邻的重金属膜，从而发射电磁（EM）波。使用一个动态相场模型，考虑耦合动力学的声波，自旋波，和EM波，我们表明，所发射的EM波保留了所有的子太赫兹磁振子模式的光谱信息，并具有足够大的幅度近场检测。这些预测表明，亚太赫兹磁振子的激发和检测可以实现在合理设计的FM或AFM薄膜异质结构，通过超快光泵太赫兹发射探测光谱。
2022-06-18 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Electron-hole pairing in topological insulator heterostructures in the quantum Hall state
介质衬底上的拓扑绝缘体（TI）薄膜和体TI -介质膜-体TI结构被认为是适合于实现逆流超导的自然双阱异质结构。该效应与属于TI的不同表面的电子和空穴的配对以及电子-空穴对的气体到超流状态的过渡有关。考虑了TI异质结构在强垂直磁场作用下的情况。结果表明，这种系统的特点是由两个临界温度-配对的平均场温度和一个小得多的温度的超流转变。计算了临界温度与磁场的关系。与GaAs异质结构以及石墨烯基异质结构相比，TI基结构的优点进行了讨论。
2013-04-01 cond-mat.mes-hall
Concurrent magneto-optical imaging and magneto-transport readout of electrical switching of insulating antiferromagnetic thin films
我们证明了稳定的和可逆的电流诱导开关的大面积（$> 100\;μm^2$）反铁磁畴在NiO/Pt通过进行并行传输和磁光成像测量在一个适应克尔显微镜。通过关联的反铁磁畴的变化和磁输运信号响应的磁图像在这些电流感应开关实验中，我们解开磁性和非磁性的运输信号的贡献。我们的桌面上的方法建立了一个强大的程序，以减去非磁性的运输信号的贡献，并提取自旋霍尔磁阻响应与反铁磁域的切换，使人们能够推断出的反铁磁切换的细节从简单的运输测量。
2020-04-29 cond-mat.mes-hall
Significant Unconventional Anomalous Hall Effect in Heavy Metal/Antiferromagnetic Insulator Heterostructures
反常霍尔效应（AHE）是一种量子相干输运现象，通常在高温下由于热退相而消失。因此，令人困惑的是，AHE可以生存在重金属（HM）/反铁磁（AFM）绝缘体（AFMI）异质结构在高温下，但在低温下消失。在本文中，我们报告了一个非常规的高温AHE在HM/AFMI只观察到附近的原子力显微镜的Néel温度，与大的异常霍尔电阻率高达40 n $Ω$ cm。这种机制是由于出现了一个非共线的AFM自旋织构与非零净拓扑电荷。原子自旋动力学模拟表明，这种独特的自旋织构可以通过共线AFM交换耦合、界面Dyzaloshinski-Moriya相互作用、热涨落和偏置磁场之间的微妙相互作用来稳定。
2023-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electron-Magnon Coupling Mediated Magnetotransport in Antiferromagnetic van der Waals Heterostructure
本研究通过Raman光谱与磁输运测量，揭示了FLG/FePS₃异质结构中Electron-Magnon Coupling对界面电荷输运的调控机制，发现低温负磁阻效应及层间耦合强度的厚度依赖性。
2024-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant magnetoresistance in semiconductor / granular film heterostructures with cobalt nanoparticles
本文研究了SiO ${}_2$（Co）/GaAs和SiO ${}_2$（Co）/Si异质结构中的电子输运，其中SiO ${}_2$（Co）结构是含有Co纳米颗粒的颗粒状SiO ${}_2$薄膜.在SiO ${}_2$（Co）/GaAs异质结中观察到巨磁电阻效应。当电子从颗粒膜注入到GaAs半导体中时，该效应具有正值，并且具有温度峰型特征。该效应的温度位置取决于Co浓度，并且可以通过所施加的电场而移位。对于SiO_2 ${}_2$（Co）/GaAs异质结，掺杂浓度为71 at.% Co的磁电阻在室温下达到1000（$10^5$ %）。相反，对于SiO ${}_2$（Co）/Si异质结构，磁电阻值很小（4%），而对于SiO ${}_2$（Co）薄膜，磁电阻值则相反。SiO ${}_2$（Co）/GaAs异质结构中的高磁电阻效应是由磁场控制的碰撞电离过程在界面附近的半导体中形成的自旋相关势垒附近解释的。通过势垒并触发雪崩过程的电子的动能被施加的磁场减小。这种电子能量的抑制推迟了碰撞电离的开始，以更高的电场和巨磁电阻的结果。自旋相关势垒是由于半导体中积累电子层中的电子与Co的$d$ -电子之间的交换相互作用。
2009-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Critical behavior of sputter-deposited magnetoelectric antiferromagnetic Cr$_2$O$_3$ films near Néel temperature
氧化铬（III）是一种经典的具有线性磁电效应的共线反铁磁体。我们提出的测量的磁电磁化率$α$的光刻沉积的500 nm的膜和散装单晶的Cr $_\mathrm{2}$ O $_\mathrm{3}$。我们研究了Néel温度附近的磁相变和亚晶格磁化强度的临界指数$β$。对于薄膜，在低于293 K时发现指数为0.49（1），在接近298 K的Néel温度时变为1.06（4）。对于单晶，指数恒定为0.324（4）。研究了磁电场冷却过程中反铁磁畴反转的几率。对于溅射薄膜，反转概率在298 K以上为零，并且仅在293 K以下稳定。我们将这种行为归因于薄膜生长过程中晶粒的形成，这使得晶粒间和晶粒内的交换耦合能不同。对于单晶，反转几率在307.6K的Néel温度下立即稳定。
2016-05-20 cond-mat.mes-hall
On-chip all-electrical determination of the magnetoelastic coupling constant of magnetic heterostructures
本文提出一种片上全电学方法，利用压电基底和叉指换能器施加应变，通过横向电阻变化测定CoFeB磁异质结的磁弹耦合常数，并揭示其与薄膜堆叠结构及弹性质的关联。
2023-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlocal Drag Thermoelectricity Generated by Ferroelectric Heterostructures
本文预测铁电体与金属膜异质结构中存在非局域ferron拖曳热电效应，导体电流通过长程电荷-偶极相互作用在铁电体中产生热流，该非局域Peltier与Seebeck效应可由电栅极控制，并在范德华铁电薄膜与石墨烯体系中表现显著。
2022-07-01 cond-mat.mes-hall
Resilient Growth of Highly Crystalline Topological Insulator-Superconductor Heterostructure Enabled by Ex-situ Nitride Film
本文提出用难熔TiN（111）作为超导层生长高结晶拓扑绝缘体-超导体异质结构，该方法无需原位解理或生长，TiN表面抗污染性强，可支持Bi2Se3可回收生长，为实用拓扑量子比特器件的实现铺平道路。
2024-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
MOVPE-grown Si-doped \b{eta}-(Al0.26Ga0.74)2O3 thin films and heterostructures
本文报道了MOVPE生长的\b{eta} -（Al_（0.26）Ga_（0.74））_2 O_3外延薄膜的n型简并掺杂和\b{eta} -（Al_（0.26）Ga_（0.74））_2 O_3/ \b{eta} -Ga_2 O_3异质结构的调制掺杂。使用HRXRD测量确认合金组成。薄膜中的载流子浓度与硅烷摩尔流量成正比。室温霍尔测量表明，在均匀掺杂的\b{eta} -（Al 0.26 Ga 0.74）2 O3层中，载流子浓度为6 × 1018 - 7.3 × 1019 cm-3，相应的电子迁移率为53-27 cm 2/V.s。调制掺杂用于在使用均匀掺杂的\b{eta}-（Al0.26Ga0.74）2 O3阻挡层和薄间隔层的\b{eta}-（Al0.26Ga0.74）2 O3/ \b{eta} -Ga 2 O3异质结构中实现2.3 × 1012 cm-2的总电子片电荷。
2019-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
A Novel Liquid-Liquid Interface Deposition Method for the Production of Thin Films and van der Waals Heterostructures of Two-Dimensional Solids
针对二维固体薄膜制造慢且污染大的问题，提出名为液-液界面沉积的新方法，利用互不相溶液体界面剥离表面活性剂并转移二维材料片层，实现了快速环保制备薄膜及范德华异质结构。
2025-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Synthesis and Tailored Properties Towards Designer Covalent Organic Framework Thin Films and Heterostructures
多孔聚合物共价有机框架（COFs）已经在激烈的合成研究中，已知超过100个独特的结构基序。为了实现这些材料的真正潜力，将粉末转化成具有严格控制厚度和形态的薄膜是必要的，并且通过包括界面合成、化学剥离和机械分层的技术来实现。本文重点介绍了薄膜COFs的结构和性能的最新进展，包括其机械性能以及在过滤、电子、传感、电化学、磁学、光电子等领域的应用。此外，这些薄膜与其他无机和有机材料的异质集成进行了讨论，揭示了令人兴奋的机会，集成COF薄膜与其他国家的最先进的材料和器件系统。
2021-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Magnetic properties of ferromagnetic Gd$_5$Si$_4$-Fe$_3$O$_4$ bilayer thin film heterostructure
薄膜的磁性不同于相应的块体材料，并且由于其尺寸和维度的减小而显示出新颖的物理特性。不同材料的薄膜界面之间的交换偏置也会导致磁特性的深刻变化。本文采用高真空射频磁控溅射法在硅衬底上制备了不同厚度的Fe $_3$ O $_4$、Gd $_5$ Si $_4$和Fe $_3$ O $_4$ -Gd $_5$ Si $_4$双层薄膜。它们的磁化强度在室温下在3 T的磁场和50 K至400 K的温度之间进行了测量。Gd 5Si 4薄膜由于暴露于空气中而导致氧化。所有样品的沉积膜厚度均大于50 nm，表现出铁磁性。
2023-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Delta-doped \b{eta}-Ga2O3 thin films and \b{eta}-(Al0.26Ga0.74)2O3/\b{eta}-Ga2O3 heterostructures grown by metalorganic vapor-phase epitaxy
我们报道了使用硅烷前体的金属有机气相外延生长的\b{eta} -Ga 2 O 3薄膜的硅δ掺杂。δ掺杂\b{eta} -Ga 2 O 3外延膜的特征在于使用电容-电压分布和二次离子质谱。测量了电子面电荷密度在2.9e12 cm-2至8 e12 cm-2范围内，半峰半宽在6.2 nm至3.5 nm范围内。我们还利用δ掺杂的\b{eta} -（Al0.26Ga0.74）2 O3/ \b{eta} -Ga 2 O3异质结证实了高密度（6.4e ~（12）cm ~（-2））的简并二维电子气，总电荷还可能包括\b{eta} -（Al0.26Ga0.74）2 O3合金势垒中平行沟道的贡献.
2020-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Gas Sensing with h-BN Capped MoS2 Heterostructure Thin Film Transistors
本研究制备了h-BN覆盖的MoS₂异质结薄膜晶体管气体传感器，验证了10 nm厚h-BN钝化层不阻碍气体检测且能提升器件稳定性，为范德瓦尔斯材料在化学生物传感领域的应用提供支撑。
2015-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic control of superconducting heterostructures using compensated antiferromagnets
由于在界面处和体中都缺乏净磁化，具有补偿界面的反铁磁体可能看起来不能通过自旋自由度影响相邻超导体中的相变。我们在这里证明，这样的断言是不正确的，通过显示，接近耦合的补偿反铁磁层的超导铁磁异质结构引入了控制超导相变的可能性。超导临界温度实际上可以通过在界面平面内旋转单个铁磁层的磁化强度来调制，尽管在没有反铁磁层的情况下，系统在磁化强度的旋转下是不变的。此外，我们预测超导相变可以触发基态磁化的重取向。我们的结果表明，补偿反铁磁界面实际上是能够区分不同的自旋极化的三重态库珀对。
2021-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Antiferromagnetic Domain Wall Engineering in Chromium Films
我们利用沉积在铬膜上的薄铁帽层的磁阻挫效应设计了一个反铁磁畴壁。通过光刻和湿法蚀刻，我们选择性地去除Fe帽层的区域，以在Cr膜上形成图案化的铁磁掩模。局部去除Fe去除了Cr膜的用户定义区域中的磁阻挫。我们目前的X射线显微衍射结果证实了90°自旋密度波传播畴壁的Cr的形成。该畴壁在由Fe掩模限定的边界处成核。
2012-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Axion Insulator State in a Ferromagnet/Topological Insulator/Antiferromagnet Heterostructure
我们建议使用铁磁绝缘体MnBi_2Se_4/Bi_2Se_3/反铁磁绝缘体Mn_2Bi_2Se_5异质结构来实现轴子绝缘体态。重要的是，这种异质结构中的轴子绝缘体状态仅取决于铁磁绝缘体的磁化强度，因此可以在宽范围的外部磁场中观察到。使用密度泛函计算和模型哈密顿模拟，我们发现，顶部和底部表面有相反的半量子霍尔电导，与一个相当大的全球自旋间隙为5.1毫电子伏开放的拓扑表面状态的Bi 2Se 3。我们的工作提供了一个新的策略，通过使用范德瓦尔斯反铁磁绝缘体以及三维拓扑绝缘体的轴子绝缘体的搜索。
2018-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-tunable synthetic antiferromagnetism with nonrelativistic spin splitting in a graphene/MnS/graphene heterostructure
Institute of Informatics, Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科学院信息学研究所）；Faculty of Physics, University of Belgrade（贝尔格莱德大学物理学院）；Institute of Physics, Pavol Jozef Šafárik University in Košice（科希策帕沃尔·约瑟夫·沙法里克大学物理研究所）；Institute of Experimental Physics, Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科学院实验物理研究所）；New Technologies Research Centre, University of West Bohemia（西波希米亚大学新技术研究中心）
研究通过石墨烯层封装类型A反铁磁半导体实现可调合成反铁磁性，利用非相对论自旋分裂提升自旋电子传输效率。
2026-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Brillouin-Mandelstam Spectroscopy of Stress-Modulated Spatially Confined Spin Waves in Ni Thin Films on Piezoelectric Heterostructures
本文报道了由压电（PMN-PT）衬底和厚度为64 nm的Ni薄膜组成的两相合成多铁性结构中热磁振子的微布里渊-曼德尔散射光谱。实验数据揭示了垂直自旋驻波（PSSW）的前两个模式在空间上限制在整个镍薄膜。PSSW峰的频率依赖于外部磁场的理论分析揭示了非对称的边界条件，即钉扎，在不同表面的Ni薄膜的可变磁化。在PMN-PT衬底上施加直流电压产生的应变场，由于Ni的磁弹效应，导致PSSW模式频率下移，自旋波共振条件发生相应变化。所观察到的非单调依赖的PSSW频率对直流电压有关的钉扎参数在某些值的电压的突变。所得结果对理解铁磁薄膜中的热磁振子谱和研制低功率自旋波器件具有重要意义。
2019-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Dependent High-Order Topological Insulator and Two Types of Distinct Corner Modes in Monolayer FeSe/GdClO Heterostructure
本研究提出单层FeSe/GdClO异质结构可实现无自旋轨道耦合和面内磁场的自旋依赖二阶拓扑绝缘体，发现两种不同角模式并揭示其机制，为高阶拓扑绝缘体研究提供新候选与新认知。
2022-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anatomy and giant enhancement of the perpendicular magnetic anisotropy of cobalt-graphene heterostructures
我们从第一性原理和实验两个方面报道了石墨烯涂层对Co薄膜垂直磁各向异性的增强作用。我们的计算表明，石墨烯可以显着提高钴膜的表面各向异性高达其原始对应物的两倍，并可以扩展面外有效各向异性高达前所未有的厚度25纳米。这些发现支持我们的实验上生长在Ir衬底上的Co膜上的石墨烯涂层。此外，我们报告层分辨和轨道杂化分辨各向异性分析，这有助于理解PMA的物理机制，更实际地可以帮助设计结构与巨大的PMA。作为一个例子，我们提出了超交换稳定的Co-石墨烯异质结构，其具有稳健的面外恒定有效PMA和线性增加的界面各向异性作为膜厚度的函数。这些发现指出了工程石墨烯/铁磁金属异质结构的可能性，其巨大的磁各向异性比传统多层膜大20倍以上，这构成了未来石墨烯和传统自旋电子技术的标志。
2015-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Broadened Yu-Shiba-Rusinov states in dirty superconducting films and heterostructures
几十年来，超导体中的势和磁无序的相互作用仍然是一个活跃的研究领域。在Usadel方程的框架下，我们研究了脏超导膜中孤立经典磁性杂质附近的局域态密度。我们发现，一个潜在的无序结果在Yu-Shiba-Rusinov（YSR）能量的局域态密度的δ函数加宽。该加宽与膜的正常状态扩展电阻的平方根成比例。我们表明，介观波动所造成的潜在的障碍影响至关重要的一个档案的本地密度的状态附近的YSR能量。此外，我们证明了扫描隧道显微镜的尖端可以掩盖的YSR功能在当地的态密度。此外，我们还研究了位于脏超导体/正常金属结正常区域的磁性杂质链附近的局域态密度。我们发现在局域态密度附近的YSR能量的共振。共振峰的能量尺度由正常状态下每平方膜电阻的平方根控制。
2022-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Hybrid magnon -- Nambu-Goldstone excitations in topological superconductor/ferromagnetic insulator thin-film heterostructures
研究揭示了拓扑超导体/铁磁绝缘体异质结构中磁极与奈曼-戈尔登激发的耦合机制，为超导自旋电子学发展提供新动力。
2026-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A Narrowband Spintronic Terahertz Emitter based on Magnetoelastic Heterostructures
窄带太赫兹（THz）辐射是高分辨率光谱识别的关键，但飞秒（fs）激光驱动的窄带THz源仍然很少见。在这里，计算预测，金属/电介质/磁致弹性异质结构能够将fs激光脉冲转换为具有窄线宽的多周期THz脉冲，其线宽低至~1.5 GHz，这与现有fs激光激发发射器的单周期宽带THz脉冲形成对比。结果表明，当金属膜和磁弹性膜的厚度都在一定范围内时，飞秒激光辐照金属膜产生的短应变脉冲可以实现太赫兹自旋波在磁弹性膜中的激发和长距离输运.这些结果揭示了一种基于异质结构设计实现窄带THz脉冲光产生的途径，对THz磁振子器件的设计也具有一定的指导意义。
2021-10-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Point contact investigations of film and interface magnetoresistance of La$_{0.7}$Sr$_{0.3}$MnO$_3$ heterostructures on Nb:SrTiO$_{3}$
基于STM的磁输运测量的外延La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_3$ 32 nm厚的膜，有和没有内部LaMnO $_3$层（0-8 nm厚）生长在Nb掺杂的SrTiO $_3$。测量结果表明，两种类型的低场磁电阻（LFMR）的大小为$\sim 0.1-1.5\%$。一个LFMR的贡献被确定为传统的晶界/畴壁散射通过对称的I-V特性，高度依赖于尖端位置和不敏感性引入的LaMnO $_3$层。另一个贡献来源于反向偏置Nb掺杂的SrTiO $_3$界面和La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_3$界面层。这两个LFMR贡献显示出比体膜更高的介电常数（$\sim$ 200 Oe）的场依赖性。发现LaMnO $_3$层降低了结的整流特性，并且通过电子束光刻的亚微米横向图案化增强了二极管特性，根据所提出的基于注入电流的局部性的传输模型。
2014-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing the Manipulation of Antiferromagnetic Order in CuMnAs Films Using Neutron Diffraction
本文描述了利用中子衍射测量反铁磁CuMnAs薄膜的单轴磁各向异性和Néel矢量的自旋翻转。在磁场作用下，薄膜的（100）磁峰被抑制，表明薄膜在20 nm时发生自旋翻转转变。中子衍射和电子输运测量的自旋翻转旋转在同一层之间发现良好的协议，具有类似的形状和滞后所获得的曲线，而中子测量提供了一个定量的确定整个反铁磁层的自旋翻转的程度。
2022-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nature of magnetotransport in metal/insulating-ferromagnet heterostructures: Spin Hall magnetoresistance or magnetic proximity effect
研究了反铁磁γ -IrMn_3/Y_3Fe_5 O_（12）（YIG）和Pt/YIG异质结的反常类霍尔效应（AHLE）和有效各向异性磁电阻（EAMR）。对于γ -IrMn 3/YIG，由于自旋霍尔磁阻（SMR）和界面反铁磁未补偿磁矩引起的磁邻近效应（MPE）之间的竞争，EAMR和AHLE电阻率随温度的变化而改变符号。与此相反，对于Pt/YIG的AHLE电阻率随温度变化的符号，而没有观察到的EAMR的符号变化。这是因为MPE和SMR分别在AHLE和EAMR中起主导作用。AHLE和EAMR作为一种新型的电磁性质，在解决金属/绝缘铁磁体异质结构中的MPE和SMR问题上发挥了重要作用。
2015-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale imaging of antiferromagnetic domains in epitaxial films of Cr2O3 via scanning diamond magnetic probe microscopy
我们报道了用金刚石氮空位显微镜直接成像磁电外延Cr2O3薄膜中与反铁磁畴相关的边界磁化。我们发现了磁畴尺寸和结构晶粒尺寸之间的相关性，我们与畴形成过程。我们进行了场冷却，即，在存在磁场的情况下从高于Néel温度冷却到低于Néel温度，这导致选择两个另外简并的180度畴中的一个。由于Cr2O3膜中的弱寄生磁矩的塞曼能量（Zeeman energy），这种简并性的提升可以单独用磁场来实现，所述弱寄生磁矩源于缺陷和相对界面的边界磁化的不平衡。该边界磁化耦合到反铁磁序参量，使得能够选择其取向。纳米结构的Cr2O3薄膜的台面结构揭示了可逆的边缘磁状态与磁场的方向在现场冷却。
2023-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically and Magnetically Tunable Charge-Density-Wave Transport in Quasi-2D h-BN/1T-TaS2 Thin-Film Heterostructures
University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；University of Georgia（佐治亚大学）
研究通过电和磁场调控二维h-BN/1T-TaS2薄膜异质结构中的电荷密度波输运，发现电场可使脱 pin 阈值非单调变化，磁场可提高域脱 pin 阈值并驱动相变，揭示了电荷密度波域动态机制。
2026-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-mobility two-dimensional electron gas in $γ$-Al$_2$O$_3$/SrTiO$_3$ heterostructures
在$γ$ O $_3$（GAO）和SrTiO $_3$（STO）（GAO/STO）之间的界面中的二维电子气（2DEG）的起源以及2DEG的高迁移率的原因仍然是有争议的。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，研究了[001]取向的GAO/STO异质结的电子结构.计算结果表明，GAO/STO异质结构具有Al和TiO $_2$层组成的界面是形成2DEG的必要条件。对于在GAO侧没有氧空位的异质结构，2DEG起源于界面附近的极性不连续性，并且对于GAO膜存在临界厚度，低于该临界厚度，2DEG将不存在并且异质结构呈现绝缘体特性。对于只有GAO膜含有氧空位的情况，界面附近的极性不连续消失，但二维电子气仍然存在。在这种情况下，用于2DEG形成的GAO膜的临界厚度也不存在。当GAO膜和STO衬底都含有氧空位时，发现只要STO侧的氧空位不非常靠近界面，2DEG就保留。在这些GAO/STO异质结中的2DEG的低温迁移率被认为是由电离杂质散射控制的，并且$\sim$是LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$异质结中的3到$\sim$。2DEG的高迁移率主要是由于GAO/STO异质结构中小的电子有效质量。
2022-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modeling Magnetoelastic Wave Interactions in Magnetic Films and Heterostructures: A finite-difference approach
本文提出一种有限差分微磁学时间积分方案，自洽模拟磁弹性动力学，扩展LLG方程并处理界面不连续，通过多组示例验证了该方法在磁振子-声子相互作用研究中的有效性。
2025-09-07 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Voltage-controlled magnetic anisotropy in antiferromagnetic MgO-capped MnPt films
利用第一性原理计算研究了MgO覆盖的MnPt薄膜的磁各向异性及其电压控制。急剧变化的磁各向异性与膜厚度，特别是在Pt终止的膜，表明它可以通过调整膜厚度广泛调谐。在厚膜的线性电压控制系数是高达1.5和$-0.6$ pJ/Vm的Pt终止和Mn终止界面，分别。广泛可调的磁各向异性能量和大的电压控制系数的组合表明，MgO覆盖的MnPt膜可以作为一个通用的平台，磁存储器和反铁磁应用。
2021-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interlayer charge transfer from contact electrification in conducting micro and nanoscale thin film heterostructures
Department of Mechanical Engineering, Birla Institute of Technology and Science Pilani, Dubai Campus（比拉理工学院迪拜校区机械工程系）
研究揭示了接触电摩擦引起层间电荷转移在导电微纳米异质结构中对物理性质的影响及新物理行为的产生机制。
2026-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum confinement in perovskite oxide heterostructures: tight binding instead of nearly free electron picture
最近，在SrVO $_3$薄膜中实验观察到了$d$电子的轨道选择性量子阱态[K.吉松等例如，Science 333，319（2011）]和SrTiO $_3$表面[A. F.桑坦德-西罗公司例如，Nature 469，189（2011）]。目前，人们试图用近自由电子（NFE）模型来解释这些实验，这是一种广泛用于半导体异质结构和简单金属膜中离域电子的方法。我们表明，紧束缚（TB）模型更适合于描述更多本地化的$d$电子的异质结构。在本文中，我们从第一原理构建简单的TB模型的钙钛矿氧化物异质结构和表面。我们表明，TB模型提供了一个简单直观的物理图像和产量，已经只有两个参数，定量更可靠的结果，与实验一致。
2013-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large Exchange Bias Effect and Coverage-Dependent Interfacial Coupling in CrI3/MnBi2Te4 van der Waals Heterostructures
通过构建范德华异质结构来实现磁性拓扑绝缘体的界面磁有序，有助于揭示新颖的量子态和设计功能器件。在这里，我们观察到一个有趣的交换偏置效应，表明成功的界面磁耦合，在CrI 3/MnBi 2 Te 4铁磁绝缘体/反铁磁拓扑绝缘体（FMI/AFM-TI）异质结器件。该器件最初表现出负交换偏置场，其随着温度的升高而衰减，并且不受背栅电压的影响。当我们改变设备配置被CrI 3半覆盖时，交换偏置变为正的，具有超过300 mT的非常大的交换偏置场。这种敏感的操纵解释之间的竞争的FM和AFM耦合CrI 3和MnBi 2 Te 4的界面，指向覆盖依赖的界面磁相互作用。我们的工作将促进拓扑和反铁磁器件的发展。
2022-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evidence of length scale effect in contact electrification in conducting thin film heterostructures
University of California, Riverside（加州大学河滨分校）；Birla Institute of Technology and Science Pilani, Dubai Campus（比拉理工科学研究所皮拉尼迪拜校区）
研究导电材料接触起电的长度尺度效应，通过实验在坡莫合金和简并掺杂p-Si异质结构系统中证实因挠曲电介导接触起电产生该效应，还有电荷转移及金属-绝缘体转变，为调控材料物理性质提供新机会。
2026-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Toward durable Al-InSb hybrid heterostructures via epitaxy of 2ML interfacial InAs screening layers
InSb量子阱中二维电子气的大Landé g因子、高自旋轨道耦合和低有效质量与近端超导性相结合，可以实现拓扑量子计算的可扩展平台。直接沉积在InSb平面结构顶部的铝薄膜导致在界面处形成反应性AlInSb层。该中间层逐渐消耗整个Al膜，在室温下几个月后导致无序的AlInSb层。我们报告的异质结构的设计，结果在这些混合的Al-InSb异质结构的耐久性的显着增加与保存的纯铝膜和尖锐的超导体-半导体界面超过一年。两个单层的外延InAs在超导体-半导体界面，防止界面反应所证明的X射线反射率和能量色散光谱测量。用透射电子显微镜对Al薄膜的结构进行了表征，结果表明，薄膜中存在几十纳米宽的晶粒，晶粒主要以Al（110）平行于InSb（001）的方向取向。
2019-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
The effect of inserted NiO layer on spin-Hall magnetoresistance in Pt/NiO/YIG heterostructures
利用自旋霍尔磁电阻（SMR）研究了Pt/NiO/Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$（Pt/NiO/YIG）异质结中反铁磁绝缘层（AFMI）的自旋电流输运.通过插入AFMI NiO层，SMR通过将温度降低到NiO的反铁磁有序状态而显著降低，这意味着AFM有序阻止而不是促进自旋电流输运。另一方面，YIG对Pt磁矩的磁邻近效应（MPE）与Pt中的自旋霍尔效应（SHE）纠缠在一起，可以有效地屏蔽这种效应，通过NiO的插入可以得到纯SMR。与其他反铁磁金属（AFM）或非铁磁金属（NM）相比，NiO的插入具有有效阻挡MPE和将自旋电流从Pt传输到YIG的双重作用。
2016-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
