Skyrmion lattice in centrosymmetric magnets with local Dzyaloshinsky-Moriya interaction
该研究针对具有全局反演对称性但局域反演破缺的中心对称磁体，提出局域DMI可稳定成对的相反螺旋性斯格明子束缚态，得到斯格明子对晶格的平衡相图，为寻找斯格明子晶格提供新方向。
2024-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit torques in locally and globally non-centrosymmetric crystals: Antiferromagnets and ferromagnets
阻碍反铁磁体实际应用的主要障碍之一是难以操纵磁序参量。最近，根据理论预测[J. J. Eleleznovel et al.，PRL 113，157201（2014）]，已经证明了反铁磁体中磁矩的电切换[P. Wadley等人，Science 351，587（2016）]。这种转变是由于所谓的自旋轨道力矩，这在铁磁体中已经得到了广泛的研究。在这种现象中，电流引起了与有序局部矩耦合的非平衡自旋极化交换，从而对序参量施加了转矩。在这里，我们给出了一个一般的系统分析的自旋轨道力矩的对称性在本地和全球非中心对称的晶体。我们研究的对称性时，允许一个非零的扭矩，当是有效的扭矩，其依赖于所施加的电流方向和方向的磁矩。为了比较，我们考虑反铁磁和铁磁订单。在两个有代表性的模型晶体中，我们进行微观计算的自旋-轨道扭矩，以说明其对称性，并突出条件下，自旋-轨道扭矩可以有效地操纵反铁磁力矩。
2016-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rectangular and square skyrmion crystals on a centrosymmetric square lattice with easy-axis anisotropy
我们报告我们的理论结果上出现的矩形和正方形形状的磁性skyrmion晶体的中心对称的正方形晶格的磁各向异性。通过对正方形晶格上的易轴单离子各向异性受抑自旋模型进行模拟退火，我们发现动量空间中相互作用的竞争导致了两个skyrmion晶体的形成，其中skyrmion核以矩形或正方形晶格的方式排列。特别是高次谐波波矢处的相互作用对稳定方形/矩形Skyrmion晶体起着重要的作用。我们的研究结果为进一步探索中心对称四元体系中的Skyrmion宿主材料提供了参考。
2022-05-18 cond-mat.mes-hall
Direct measurement of broken time-reversal symmetry in centrosymmetric and non-centrosymmetric atomically thin crystals with nonlinear Kerr rotation
Friedrich Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；University of Regensburg（雷根斯堡大学）
本研究提出基于三次谐波克尔旋转的测量方法，通过椭圆偏振光实现自旋选择性带隙调制打破时间反演对称性，可探测中心对称与非中心对称原子级薄TMDs晶体的破缺时间反演对称性，揭示其自旋-谷/自旋-谷-层锁定关联。
2025-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Pure Spin Photocurrent in Non-centrosymmetric Crystals: Bulk Spin Photovoltaic Effect
自旋电流发生器是自旋电子学信息处理的关键部件。在这项工作中，我们从理论上和计算上研究了体自旋光伏（BSPV）效应在光照下产生直流自旋电流。BPSV的唯一要求是反转对称破缺，因此它适用于广泛的材料，并且可以很容易地与现有的半导体技术集成。BSPV效应是体光伏（BPV）效应的表亲，由此在光下产生DC充电电流。由于自旋电流和电荷电流的选择规则不同，如果系统具有镜像对称性或反镜像对称性，则可以实现纯自旋电流。对BPSV的机理和电子弛豫时间$τ$的作用也作了阐述。我们将我们的理论应用到几个不同的材料系统，包括过渡金属二硫属化物，反铁磁$\rm MnBi_2Te_4$，和拓扑晶体绝缘体立方$\rm SnTe$的表面。
2021-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Geometric photon-drag effect and nonlinear shift current in centrosymmetric crystals
非线性位移电流，也称为由线性偏振光产生的体光伏电流，长期以来一直被认为在具有反转对称性的晶体中不存在。在这里，我们认为，在中心对称晶体中的非零位移电流可以激活的光子拖曳效应。光子拖曳位移电流来自“位移电流偶极”（表征带间跃迁的几何量），并在中心对称晶体中表现出纯粹的横向响应。这种横向性质直接来自镜像操作下移位向量的伪向量性质，并强调了其内在的几何起源。通过与极化激元的耦合，可以大大增强光子拖曳位移电流，并提供了一种新的灵敏的工具来询问具有反转对称性的材料的微妙的带间相干性，以前认为这是通过光电流探针无法实现的。
2020-06-11 cond-mat.mes-hall
Forbidden second harmonics in centrosymmetric bilayer crystals
University of California at Berkeley（加州大学伯克利分校）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）；Duke University（杜克大学）
通过新型同频检测技术，在无对称性破坏的情况下观察到中心对称双层晶体中稳健的二次谐波产生，首次实现了晶体取向的无歧义识别，并用于非侵入性应变和相位检测。
2026-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Square skyrmion crystal in centrosymmetric systems with locally inversion-asymmetric layers
我们研究了中心对称层状系统中磁skyrmions形成正方形晶格的不稳定性。针对双层正方晶格结构，在考虑动量分辨相互作用的基态有效自旋模型的基础上，通过模拟退火方法研究了正方skyrmion晶体的稳定性.结果发现，无论层间交换作用的符号如何，晶格结构中的层间交错Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用都是外磁场中方形skyrmion晶体的起源.所得到的正方形skyrmion晶体是由交错排列的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用导致的每一层具有不同螺旋度的skyrmion晶体构成的。此外，我们发现，交错的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和层间交换相互作用之间的相互作用，产生了一个双$Q$态的标量手征在低场区域的一个统一的组成部分。本文的结果提供了另一种在中心对称磁体中稳定方形skyrmion晶体的方法，这将有助于进一步探索奇异的拓扑自旋织构。
2022-06-20 cond-mat.mes-hall
Three-sublattice antiferro-type and ferri-type skyrmion crystals in centrosymmetric magnets
本研究通过数值模拟三子晶格自旋模型，发现多子晶格自由度可稳定多种新型斯格明子晶体相，包括铁型、亚铁型和反铁型，为探索奇异磁结构提供了新途径。
2023-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anisotropic skyrmion crystal on a centrosymmetric square lattice under an in-plane magnetic field
本文通过方格自旋模型的模拟退火，揭示易面各向异性、正双二次及高谐波波矢相互作用可在面内磁场中稳定含涡旋-反涡旋对的斯格明子晶体。
2023-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonlinear Hall effect with non-centrosymmetric topological phase in ZrTe$_5$
非中心对称拓扑材料由于其相对于中心对称拓扑材料的优越性质而引起人们的广泛关注。一方面，由量子波函数的整体几何性质产生的拓扑相位保持不变，另一方面，由于局域量子几何的重新分布，大量奇异现象只会出现在非中心对称的奇异现象中.然而，在非中心对称拓扑材料中探测局域量子几何仍然是一个挑战。在这里，我们报告了非中心对称的拓扑相在ZrTe $_5$，探测的非线性霍尔（NLH）效应。角分辨和温度相关的非线性光学测量揭示了反转和ab平面镜对称性在30 K下的破坏，与我们的理论计算一致。我们的研究结果确定了一个新的非中心对称相的ZrTe $_5$，并提供了一个平台，通过晶体对称性探测和控制局部量子几何。
2022-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Broken-symmetry magnetic phases in two-dimensional triangulene crystals
该研究结合Hubbard模型与DFT计算，揭示二维中心/非中心对称三角烯晶体的破缺对称反铁磁/亚铁磁相，解释[4,4]三角烯平带态密度特征，验证自旋波谱与Heisenberg模型的一致性。
2023-06-29 cond-mat.mes-hall
Giant momentum-dependent spin splitting in centrosymmetric low Z antiferromagnets
固体（能带结构）的能量与晶体动量E（k）图构成了导航其光学、磁性和输运性质的路线图。通过选择具有特定原子类型、组成和对称性的晶体，可以设计目标能带结构，从而设计期望的性质。一个特别有吸引力的结果将是设计分裂成自旋分量的能带，其具有动量依赖性分裂，如Pekar和Rashba所设想的[Zh. Eksperim。i Teor。菲兹47（1964）]，使自旋电子学应用成为可能。目前的论文提供了“设计原则”的波矢量相关的自旋分裂（SS）的能带，平行于传统的Dresselhaus和Rashba自旋轨道耦合（SOC）诱导分裂，但源于一个根本不同的来源-反铁磁性。我们确定了几个通用的AFM原型与不同的SS图案使用磁对称设计原则。这些工具也允许识别特定的AFM化合物与SS属于不同的原型。通过密度泛函能带结构计算，使用一种特定的化合物--中心对称四氟化锰-来定量地说明一种类型的AFM SS。与传统的SOC诱导效应仅限于非中心对称晶体不同，我们表明反铁磁诱导的自旋分裂拓宽了竞争领域，甚至包括中心对称化合物，并使SS在幅度上与最知名的（“巨型”）SOC效应相当，即使没有SOC，因此，并不依赖于经常-不稳定的高原子序数元素所需的高SOC。我们设想使用目前的设计原则，以确定一个最佳的反铁磁体与自旋，分裂能带对于有效的自旋-电荷转换和自旋轨道扭矩应用是有益的，而不需要含有重元素的化合物的负担。
2020-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Spin rotation, spin filtering, and spin transfer in directional tunneling through non-centrosymmetric semiconductor barriers
我们考虑自旋相关隧穿通过砷化镓势垒，材料，没有反转对称性。我们处理的是自由电子，在势垒材料中只有一个有效质量和一个自旋分裂。当我们同时考虑自旋-轨道相互作用和不存在反转对称性时，势垒中的倏逝态是自旋分裂的，隧穿过程可能变得相当复杂。沿着某些晶体学方向，入射波在隧穿过程中经历自旋过滤。这些结果为隧道器件中的自旋操纵开辟了令人鼓舞的前景。
2009-01-13 cond-mat.mes-hall
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
Superconductivity in non-centrosymmetric rhombohedral NbSe2
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；National Institute for Materials Science（国立研究开发法人物质·材料研究机构）；The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）
非中心对称菱方结构NbSe2中通过堆叠工程实现了超导性，并表现出对杂质敏感的强非线性输运现象。
2026-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconductivity coexisting with ferromagnetism in a quasi-one dimensional non-centrosymmetric (TaSe$_4$)$_3$I
具有破缺反转对称性和强自旋轨道耦合的低维材料可以产生迷人的量子相和相变。本文报道了准一维非中心对称（TaSePDMATHABMM）$_3$ I（空间群：$P\bar{4}2_1c$）晶体在2.5 ° K以下的超导性和铁磁性共存.独特的相位是反转对称性破缺的直接结果，因为相同的材料也稳定在中心对称结构（空间群：$P4/mnc$）中，其中它表现得像非磁性绝缘体。这里的共存与普遍认为的超导性和铁磁性是两种明显对立的现象相矛盾。值得注意的是，在这里，我们第一次清楚地检测到迈斯纳效应的超导状态，尽管共存的铁磁秩序。超导性和铁磁性的共存使非中心对称的（TaSe $_4$）$_3$ I成为量子物质的复杂基态的宿主，包括可能的具有难以捉摸的自旋三重态配对的非常规超导性。
2021-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Skyrmion robustness in non-centrosymmetric magnets with axial symmetry: The role of anisotropy and tilted magnetic fields
本文研究了极性磁体中Néel skyrmions在倾斜磁场作用下的稳定性，其单轴各向异性范围从易平面到易轴。我们构造了相应的相图，并研究了具有位移核的斜skyrmions的内部结构。我们发现，适度的易平面各向异性增加了Néel skyrmions沿对称轴的场的稳定范围，而适度的易轴各向异性增强了它们对倾斜磁场的鲁棒性。我们强调的方向，沿其skyrmion核心移动，取决于下面的晶格的对称性。在具有C $_{nv}$对称性的极性磁体中实现的Néel skyrmions的核心，根据由Dzyaloshinskii常数的符号指示的磁化的旋转方向，沿着或相反于磁场的离轴（面内）分量移位。反kyrmions的核心移位，存在于手征磁体与D $_{2d}$对称性，取决于在平面内的取向的磁场，可以是平行的，反平行，或垂直于it.We认为，各向异性的作用，在具有轴对称晶体结构的磁体是不同的立方helimagnets。我们的研究结果可以应用于解决最近的实验极性磁铁与C $_{3v}$对称性，GaV $_4$ S $_8$和GaV $_4$ Se $_8$。
2017-08-18 cond-mat.mes-hall
