Defect-driven antiferromagnetic domain walls in CuMnAs films
对反铁磁畴和畴壁的有效操纵为超快、高密度自旋电子器件的研究开辟了新的途径。AF域结构是已知的磁致弹性效应敏感，但晶体缺陷，应变和磁有序的微观相互作用仍然在很大程度上未知。在这里，我们发现，使用光电子显微镜结合扫描X射线衍射成像和微磁模拟，AF域结构在CuMnAs薄膜是占主导地位的纳米级结构的孪晶缺陷。我们证明，microtwin缺陷，它开发的整个厚度的膜和终止在表面上的特征线，确定的位置和方向的180度和90度的畴壁。结果强调了纳米级晶体缺陷在确定AF域和域壁中的关键作用，并提供了优化器件性能的途径。
2021-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-induced fragmentation of antiferromagnetic domains
电和光脉冲允许操纵反铁磁体的序参量和磁阻，为自旋电子器件中的数字和模拟数据存储开辟了新的前景。最近的实验表明，在CuMnAs的单层反铁磁薄膜的巨大的电阻开关信号与模拟开关和神经形态计算相关的弛豫特性。在这里，我们报告同时电脉冲和扫描NV磁测量的反铁磁畴在CuMnAs使用泵探测计划进行。我们观察到纳米尺度的反铁磁畴的碎裂，这是由电流的幅度和电流方向无关。碎片化的反铁磁状态保存了原始磁畴模式的记忆，它向原始磁畴模式弛豫。由于反铁磁磁矩的重新取向，磁畴碎裂与永久开关共存。我们的同时成像和电阻测量显示了反铁磁畴碎片和最大的电阻开关信号在CuMnAs之间的相关性。
2019-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Terahertz probing of anisotropic conductivity and morphology of CuMnAs epitaxial thin films
反铁磁CuMnAs薄膜的磁结构通过电场、光脉冲和太赫兹脉冲的电场来控制，从而可以方便地实现薄膜磁阻状态之间的切换，用于信息存储。然而，磁结构，因此，操纵的效率可以受到膜形态和生长缺陷的影响。在这项研究中，我们研究了CuMnAs薄膜的性质，通过探测的缺陷相关的单轴各向异性的电导率的非接触太赫兹透射光谱。我们表明，太赫兹测量方便地检测电导率各向异性，这与传统的直流霍尔棒测量是一致的。此外，太赫兹技术允许相当精细地确定各向异性轴，并且它对局部膜劣化不太敏感。由于在一个大的检测区域上的平均，太赫兹探测还允许分析强烈不均匀的薄膜。使用扫描近场太赫兹和电子显微镜，我们所观察到的各向异性导电性的CuMnAs的生长缺陷的伸长率和取向，影响局部微观导电性。我们还展示了通过使用邻位基板的缺陷的形态控制。
2023-03-27 cond-mat.mes-hall
Emerging edge states on the surface of the epitaxial semimetal CuMnAs thin film
CuMnAs外延薄膜由于其在相对论反铁磁自旋电子学和奇异拓扑物理学方面的潜在应用而引起了人们的关注。本文报道了用扫描隧道显微镜（STM）和密度泛函理论（DFT）研究的四元CuMnAs薄膜的结构和电子性质。STM揭示了一个表面终止的原子，与预期的半金属行为。观察到一个意想不到的锯齿形台阶边缘表面重建与新兴的电子态低于费米能量。DFT计算表明，台阶边缘重建可以归因于作为缺陷，导致在台阶边缘的剩余的As原子的态密度的变化。对CuMnAs薄膜的表面结构和台阶边缘的理解将有助于深入研究其拓扑性质和磁性。
2020-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-Hall magnetoresistance in quasi-two-dimensional antiferromagnetic insulator/metal bilayer systems
研究了反铁磁绝缘层/金属双层膜系统中自旋霍尔磁电阻的温度特性。我们使用量子蒙特卡罗模拟计算SMR信号的幅度，并研究SMR如何依赖于自旋的幅度，AFI层的厚度，以及交换相互作用的随机性。我们的结果为简单的量子自旋模型提供了一个有用的起点，了解磁性化合物的原子层上的SMR测量。
2022-09-27 cond-mat.mes-hall
Magnetoelectric Response of Antiferromagnetic Van der Waals Bilayers
我们预测，反铁磁双层形成的范德华（VDW）材料，如双层碘化铬$_3$，有很强的磁电响应，可以通过测量法拉第或克尔旋转信号，总磁化，或异常霍尔电导率的栅极电压依赖性检测。在单栅几何结构和允许内部电场和总载流子密度独立变化的双栅几何结构中，强效应是可能的。我们评论的可靠性的密度泛函理论估计层间磁相互作用的范德瓦尔斯双层，和磁相互作用的敏感性，改变层之间的空间分离的压力。
2021-03-12 cond-mat.mes-hall
Switching of Co magnetization driven by antiferromagnetic-ferromagnetic phase transition of FeRh alloy in Co/FeRh bilayers
研究表明，在W（110）衬底上生长的Co/FeRh外延双层膜中，当FeRh层经历温度驱动的反铁磁-铁磁（AFM-FM）相变时，Co自旋在两个正交的面内方向之间可逆地切换. Co磁化的切换的特征在于由于在FeRh中AFM-FM转变的温度滞后的滞后行为。在AFM-FM过程中，Co的自旋重取向是由界面交换耦合到FeRh系统的演化驱动的。我们的研究结果提供了一种纯粹通过局部温度变化写入信息的新方法。
2017-09-28 cond-mat.mes-hall
Magnetotransport Study of the Canted Antiferromagnetic Phase in Bilayer $ν=2$ Quantum Hall State
研究了双层量子霍尔态在总填充因子$ν=2$下的磁输运性质。我们测量了激活能作为总电子密度和两层之间的密度差的函数。我们的实验数据清楚地表明，出现了倾斜的反铁磁（CAF）相之间的铁磁相和自旋单态相。CAF相的稳定性进行了讨论的实验结果和理论计算之间的比较，使用Hartree-Fock近似和精确对角化的研究。数据还揭示了CAF相的内在结构，根据层内和层间相关性之间的主导性分为两个区域。
2006-01-30 cond-mat.mes-hall
Electrically induced and detected Néel vector reversal in a collinear antiferromagnet
180 °自旋反转是铁磁存储器工作的基础，其电学检测是反铁磁自旋电子学研究中的突出挑战之一。在反铁磁多层膜中还没有发现类似的铁磁巨效应或隧穿磁电阻效应。反常霍尔效应（AHE）是近年来在非共线反铁磁体中用于自旋反转检测的一种新的方法，但它仅限于在铁磁对称群中结晶的材料。在这里，我们证明了电检测的180度Néel矢量反转CuMnAs，其中包括两个共线的自旋亚晶格，属于反铁磁对称群，没有净磁矩。我们通过测量二阶磁输运系数来检测自旋反转，其存在是允许的，在具有破缺的空间反转对称性的系统中。我们在CuMnAs中观察到的非线性输运效应的现象学与各向异性磁阻（AMR）与由于电流诱导的交错自旋轨道场引起的Néel矢量的瞬时倾斜相结合的微观情景一致。我们使用相同的交错的自旋轨道场，但更高的振幅，反向反铁磁状态之间的电切换是稳定的，并没有表现出衰减超过25小时的探测时间的迹象。
2018-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction in nonmagnetic/noncollinear-antiferromagnetic bilayers
Tohoku University（东北大学）；Japan Atomic Energy Agency（日本原子能机构）
该研究针对非磁性/非共线反铁磁双层膜的界面Dzyaloshinskii-Moriya相互作用（DMI），推导了堆叠Kagome晶格结构反铁磁体不同晶向的界面DMI表达式，发现特定取向时DMI可作为反铁磁序参量的单轴磁各向异性，揭示了DMI的新物理表现。
2025-02-16 cond-mat.mes-hall
Quantum spin Hall effect in bilayer honeycomb lattices with C-type antiferromagnetic order
提出在具有C型反铁磁序的双层蜂窝晶格中结合自旋轨道耦合与交错势实现时间反演破缺量子自旋霍尔绝缘体，并由自旋陈数、相图、量子化电阻及PT对称性保护加以验证。
2025-02-19 cond-mat.mes-hall
Spin Bose Glass Phase in Bilayer Quantum Hall Systems at $ν=2$
我们发展了一个有效的自旋理论来描述$ν=2$量子霍尔双层系统的磁性。在没有无序的情况下，这一理论给出了定量协议与微观Hartree-Fock计算的结果，并为有限的无序，它预测存在一个新的自旋玻色玻璃相。玻色玻璃的特点是存在着平均反铁磁有序度为零的倾斜反铁磁相畴和短程平均反铁磁关联畴。它具有无限大的反铁磁横向磁化率和有限的纵向自旋磁化率，比热与温度成线性关系。从倾斜的反铁磁相的自旋玻色玻璃相的过渡的特征在于由纵向自旋电导的普适值。
1998-11-04 cond-mat.mes-hall
Self-induced spin-orbit torque switching in a synthetic antiferromagnetic Co 2 MnGa /MnGa bilayer
Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences（中国科学院半导体研究所）；Université de Lorraine（洛林大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Beihang University（北京航空航天大学）
该研究在无重金属的Co2MnGa/MnGa合成反铁磁双层中实现自诱导自旋轨道矩磁化切换，为SOT器件提供新路径。
2026-10-08 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable spin waves in antiferromagnetic atomic bilayers
二维层状磁性材料的出现为二维磁性的基础研究和基于自旋的应用探索开辟了一个令人兴奋的领域。近年来，二维磁性材料显示出了许多显著的性质，包括磁性隧道结中的自旋过滤和磁性态的栅极控制。虽然这些研究集中在静态性质，动态磁性能，如自旋波的激发和控制仍然难以捉摸。在这里，我们激发自旋波和探测其动力学在反铁磁CrI 3双层采用超快光泵/磁光克尔探测技术。我们确定了亚太赫兹磁共振下的面内磁场，从我们确定的各向异性和层间交换场和自旋阻尼率。我们进一步表明，通过静电门控的反铁磁共振调谐数十千兆赫兹。我们的研究结果揭示了二维磁性材料的磁激发和自旋动力学，并展示了它们在超快数据存储和处理中的独特应用潜力。
2020-01-13 cond-mat.mes-hall
Spin Supercurrent in the Canted Antiferromagnetic Phase
在填充因子为$ν=2$的双层量子霍尔系统中，自旋和层（赝自旋）自由度在倾斜的反铁磁相中相干纠缠。出现了一个复杂的戈德斯通模式描述这样一个组合的自由度。在零隧穿相互作用极限（$Δ_{\text{SAS}}\rightarrow 0$）下，其相场在每一层内激发携带自旋和电荷的超电流。霍尔电阻被预测成为反常精确的$ν=1$双层系统中的逆流和阻力实验。此外，它表明，在双层系统中流动的总电流是一个超导携带单独的自旋在逆流的几何形状。有趣的是，所有这些现象只发生在不平衡的双层系统中。
2013-04-01 cond-mat.mes-hall
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
Magneto-optical Kerr and Faraday effects in bilayer antiferromagnetic insulators
研究双层反铁磁绝缘体MnBi$_2$Te$_4$中的磁光克尔与法拉第效应，发现通过垂直电场或外部磁矩破坏对称性可产生该效应，且AFMTI与平庸绝缘体表现出截然不同的光学特征，为光学检测和操纵层状拓扑反铁磁体提供了新途径。
2023-07-31 cond-mat.mes-hall
Spin waves in antiferromagnetically coupled bilayers of transition-metal dichalcogenides with Dzialoshinskii-Moriya interaction
本文研究钒基二硫族化物等二维范德华材料双层中的自旋波，假设存在Dzialoshinskii-Moriya相互作用及外部诱导的面内易轴各向异性，基于Hollstein-Primakoff-Bogolubov变换的自旋波理论分析共线自旋基态。核心贡献是建立该体系的自旋波理论框架。
2024-04-20 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable antiferromagnetic Chern insulator in twisted bilayer transition metal dichalcogenides
本研究通过k空间Hartree-Fock计算发现AA堆叠转角双层MoTe₂在ν=-2处存在外电场稳定的反铁磁陈绝缘体，为莫尔超晶格中拓扑与关联的相互作用提供新视角。
2023-08-14 cond-mat.mes-hall
Electrically controllable magnetism in twisted bilayer graphene
扭曲的石墨烯双层开发高度局域化的状态周围AA堆叠区域小的扭曲角。我们表明，相互作用效应可能会引起反铁磁（AF）和铁磁（F）极化的所述区域，这取决于层之间的电偏置。值得注意的是，F-极化的AA区偏置下开发螺旋磁有序，与相邻区域之间的相对$120^\circ$错位由于受挫的反铁磁交换。这种显着的螺旋磁性自然出现，而不需要自旋轨道耦合，并与更传统的晶格反铁磁不稳定性竞争，有趣的是，由于费米速度抑制，在比单层石墨烯更弱的相互作用下，在更小的偏压下发展。这种丰富的和电可控的磁性可以将扭曲的双层石墨烯变成一个理想的系统，以研究二维的受抑磁性，具有一系列应用的有趣潜力。
2017-03-01 cond-mat.mes-hall
Spin-transfer Antiferromagnetic Resonance
电流可以在反铁磁体中诱导自旋激发，即使它们是绝缘的。我们研究了自旋转移如何在由一个反铁磁绝缘层和一个或两个金属组成的双层和三层中引起反铁磁共振。施加到金属上的交流电压产生自旋霍尔电流，驱动反铁磁体中的磁矩。我们考虑宏观自旋模式和横向驻波自旋模式的激发。通过求解反铁磁绝缘体中的Landau-Lifshitz-Gilbert方程和正常金属中的自旋扩散方程，我们得到了自旋霍尔磁电阻和自旋泵浦反自旋霍尔直流电压的解析表达式。在双层中，这两种贡献相互补偿，并且不容易区分。我们目前的MnF $_2|$ Pt双层的数值结果。三层有利于分离的自旋霍尔磁阻和自旋泵电压，从而揭示更多的信息的自旋激发。我们还计算了通过反铁磁层的泵浦自旋电流的衰减作为频率和反铁磁层厚度的函数。
2017-10-30 cond-mat.mes-hall
AC conductivity and magnetic dichroism of two-dimensional antiferromagnetic Dirac semimetals
本文利用Kubo公式研究了二维反铁磁Dirac半金属CuMnAs的磁光性质，发现调节Néel矢量可改变磁光响应的符号与振幅，并提出磁线二色性光谱可用于确定Néel矢量取向。
2024-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large interfacial spin-orbit torques in layered antiferromagnetic insulator NiPS$_3$/ferromagnet bilayers
寻找操纵磁性比特的有效方法是自旋电子学研究的核心目标之一。电产生的自旋轨道转矩（SOTs）是很好的候选者，近年来，对能够产生高效SOTs的材料的研究已经获得了很大的吸引力。虽然反铁磁体/铁磁体双层结构已被广泛用于无源应用，例如通过使用交换偏置场，但它们的有源特性尚未被广泛采用。在这里，我们显示了大的界面SOT的存在下，在双层的铁磁体和二维层状反铁磁绝缘体NiPS $_3$。我们观察到一个大的面内阻尼样界面扭矩，显示了扭矩传导率的$σ_\mathrm{DL} \approx 1 \times 10^{5} \mathrm{(\frac{\hbar}{2e}) /(Ωm)}$，即使在室温下，在文献中报道的最好的设备相比，标准的重金属为基础的和拓扑绝缘体为基础的设备。此外，我们的设备还显示出从NiPS $_3$ /铁磁体界面产生的面外场状扭矩，进一步表明在我们的结构中存在界面自旋轨道耦合。温度依赖性的测量揭示了随着温度的降低，SOT的增加，低于NiPS $_3$（$T_N \approx 170 \mathrm{K}$）的Néel温度，指出磁有序对我们测量的SOT的可能影响。我们的研究结果显示了反铁磁绝缘体和二维材料在未来自旋电子学应用中的潜力。
2020-08-04 cond-mat.mes-hall
Spin dynamics of antiferromagnetically coupled ferromagnetic bilayers -- the case of Cr$_2$WO$_6$ and Cr$_2$MoO$_6$
最近对Cr $_2$（Te，W，Mo）O $_6$的非弹性中子衍射测量表明，这些体系由自旋为3/2的Cr $^{3+}$离子双层组成，具有强的反铁磁层间耦合和可调的双层内从铁（对于W和Mo）到反铁（对于Te）的耦合.这些测量已经确定了基态自旋结构和亚晶格磁化强度的值，这表明亚晶格磁化强度从Cr $^{3+}$原子的原子自旋值3.0 $μ_B$显著降低。在早期的论文中，我们从理论上研究了Cr $_2$ TeO $_6$双层系统的低温自旋动力学，其中双层内和双层间的耦合都是反铁磁的。在本文中，我们研究了Cr $_2$ WO $_6$和Cr $_2$ MoO $_6$系统，其中双层内交换耦合是铁磁性的，但双层间交换耦合是反铁磁性的。我们得到的磁振子色散，亚晶格磁化，两个磁振子态密度，纵向自旋自旋关联函数，其粉末平均和比较这些系统的结果与Cr $_2$ TeO $_6$的结果。
2019-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin waves in the bilayer van der Waals magnet CrSBr
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；V.G. Baryakhtar Institute of Magnetism of the NAS of Ukraine（乌克兰国家科学院V.G.巴里亚赫塔尔磁学研究所）；Institute of Spintronics and Quantum Information, Faculty of Physics and Astronomy, Adam Mickiewicz University（亚当·密茨凯维奇大学物理与天文学学院自旋电子学与量子信息研究所）；WPI-AIMR & IMR & CSIS, Tohoku University（东北大学WPI-先进物质与器件研究所(IMR)及材料系统国际研究前沿中心(CSIS)）；Kavli Institute for Theoretical Sciences, University of the Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学卡弗里理论科学研究所）
研究双层CrSBr在平面外磁场下的自旋波频率和预cession振幅，探讨各向异性及交换相互作用对磁化动态的影响。
2025-03-17 cond-mat.mes-hall
Temperature-induced phase transitions in the quantum Hall magnet of bilayer graphene
量子霍尔系统由于其内部的多个电子自由度和可调谐性，可以用来研究多体物理。虽然量子相变已被深入研究，但对该系统的温度诱导相变的研究有限。我们在很宽的温度范围内测量了双层石墨烯中量子霍尔反铁磁态的纯体电导率，并揭示了与长程序和短程反铁磁程序的破坏相关的两步相变。我们的发现是理解量子霍尔系统中电子相关性的基础。
2021-08-25 cond-mat.mes-hall
Layer Antiferromagnetic State in Bilayer Graphene : A First-Principle Investigation
采用局域自旋密度近似的密度泛函方法研究了双层石墨烯的基态。我们发现了一个层反铁磁有序的基态，这是前人基于简化模型的研究所提出的。计算结果表明，即使考虑到远距离跳跃和非局域库仑相互作用，层反铁磁态（LAF）仍是稳定的。LAF态的能隙约为1.8 meV，与实验值相当。BLG的表面磁性为$10^{-2} μ_B /nm^2 $量级。
2013-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Antiferromagnetic Hall-Memristors
Departamento de Física, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile（智利大学物理系、物理与数学科学学院）
本研究提出基于反铁磁材料的霍尔忆阻器，利用非线性埃德尔斯坦效应实现内存存储，并将传统两终端忆阻器扩展为四终端结构。
2025-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnon drag in a metal-insulating antiferromagnet bilayer
我们研究了由反铁磁绝缘体和正常金属组成的双层结构。在正常金属中驱动电子电流，其方向平行于材料之间的界面。由于反铁磁体中的局域自旋与正常金属中的巡游电子之间的界面交换耦合，反铁磁体中可以感应出磁振子电流。使用一个未补偿的反铁磁界面，创建一个不对称的界面耦合到两个简并的磁振子模式，我们发现，它是可能产生的磁振子自旋电流。磁振子自旋电流可以通过提高温度或自旋分裂磁振子模来增强。
2022-05-31 cond-mat.mes-hall
Suppressed weak anti-localization in topological insulator - antiferromagnetic insulator (BiSb)$_2$Te$_3$ - MnF$_2$ thin film bilayers
本研究通过分子束外延生长拓扑绝缘体(BiSb)$_2$Te$_3$与反铁磁MnF$_2$的双层薄膜，发现磁邻近效应在狄拉克点打开能隙，抑制弱反局域化，并拟合模型提取了费米速度与相位相干长度。
2024-03-18 cond-mat.mes-hall
Current-Driven Dynamics of Frustrated Skyrmions in a Synthetic Antiferromagnetic Bilayer
本文研究了反铁磁交换耦合双层系统中受抑skyrmion的电流驱动动力学，其中双层skyrmion由两个skyrmion数相反的单层skyrmion组成$Q$ .结果表明，面内电流驱动的双层skyrmion沿直线运动，而面外电流驱动的双层skyrmion沿圆周运动，并且发现在大的$β/α$比下，双层skyrmion的面内电流驱动的迁移率比单层skyrmion的迁移率好得多，其中$α$和$β$分别表示阻尼参数和非绝热自旋转移矩强度.此外，当$α$较小时，双层Skyrmion的面外电流驱动迁移率远优于单层Skyrmion。我们还发现，一个双层skyrmion（由单层skyrmion与$Q=\pm 2$）可以被分离成两个双层skyrmion（由单层skyrmion与$Q=\pm 1$）的面外电流驱动。我们的结果可能是有用的设计skyrmionic器件的基础上阻挫多层磁体。
2019-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant and nonreciprocal second harmonic generation from layered antiferromagnetism in bilayer CrI3
层状反铁磁性是指铁磁层间存在反铁磁层间耦合的空间排列。最近，范德华磁体，三碘化铬（CrI3），出现了作为第一个分层的反铁磁绝缘体在其几层的形式，开辟了大量的机会，为新的设备功能。在这里，我们发现了一个紧急的非互易二阶非线性光学效应在双层CrI 3。观察到的二次谐波产生（SHG）是巨大的：几个数量级大于已知的磁化诱导的SHG和SHG在最好的二维非线性光学材料研究到目前为止（例如MoS2）。我们发现，虽然双层CrI3的母晶格是中心对称的，因此没有贡献的SHG信号，所观察到的非互易SHG纯粹源于分层反铁磁秩序，这打破了空间反转和时间反转对称性。此外，极化分辨测量揭示了潜在的C2h对称性，从而在CrI3双层单斜堆积顺序，提供了重要的结构信息的微观起源分层反铁磁性。我们的研究结果突出了SHG作为一个高灵敏度的探针，可以揭示微妙的磁秩序和开放的新的非线性和非互易光学器件的可能性的基础上2D磁铁。
2019-04-07 cond-mat.mes-hall
Interlayer magnetic interactions in $π/3$-twisted bilayer CrI$_3$
双层CrI $_3$的层间磁相互作用对其器件应用起着至关重要的作用。本文采用第一性原理计算研究了$π/3$ -Cr I $_3$双层扭曲结构中的层间磁相互作用。我们的计算表明，层间耦合可以是铁磁或反铁磁的关键取决于横向位移。最强的反铁磁层间相互作用出现在$\bar{A}A$堆垛层中。磁力理论计算表明，这种反铁磁相互作用是由$e_g$ - $e_g$通道占主导地位。特别是层间反铁磁相互作用对外压非常敏感。这种高度可调的层间相互作用使得$π/3$ -扭曲双层CrI $_3$成为磁场效应晶体管和压力传感器的潜在构建块。
2022-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Activating magnetoelectric optical properties by twisting antiferromagnetic bilayers
双层中的扭曲引入了具有两种对映体的结构手性，即，左手和右手的双层，这取决于取向的扭转角。这种整体手性和额外的自由度之间的相互作用，如磁有序和由键的几何形状产生的局部八面体手性，可以产生惊人的现象。在这项工作中，我们专注于共线反铁磁CrI $_3$扭曲的同质双层，其特征在于在每个单层的交错八面体手性。利用对称性分析、密度泛函理论和紧束缚模型计算，我们发现层扭曲可以降低结构和磁点群的对称性，从而激活热释电和磁光克尔效应，这在无扭曲的反铁磁同质双层膜中是不存在的。有趣的是，电极化的强度和克尔角都可以通过扭转角来控制，并且当从左扭转到右扭转双层时，它们的符号被反转。我们进一步揭示了非常规的旋涡与自旋纹理，交替相反的手征在动量空间的发生。这些研究结果表明，在磁性双层和相关的范德华异质结构的扭曲和八面体手性之间的相互作用代表了一个非凡的资源，定制其物理特性的自旋电子学和光电应用。
2022-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-pumping in superconductor-antiferromagnetic insulator bilayers
本文从理论上研究了由超导体和反铁磁绝缘体组成的双层膜中的自旋抽运。我们考虑补偿和未补偿的接口，包括经常散射通道和Umklapp散射通道。我们发现，在温度接近临界温度和进动频率远低于间隙，自旋电流增强超导体相比，正常的金属。否则，自旋电流被抑制。与NM/AFI相比，SC/AFI中的自旋电流增强的相关进动频率远低于反铁磁体的典型共振频率，这使得在实验上检测这种效应具有挑战性。一种可能的解决方案在于通过静态磁场移动谐振频率。
2021-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Intrinsic antiferromagnetic half-metal and topological phases from the ferrovalley states of the sliding bilayer altermagnets
School of Physics and Electronics, Hunan University（湖南大学物理与电子学院）
研究通过滑动双层异磁体的铁谷态发现内在反铁磁半金属和拓扑相，利用第一性原理计算揭示了自旋依赖的层间跃迁对能隙和拓扑性质的影响，为自旋电子学应用奠定基础。
2026-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear terahertz Néel spin-orbit torques in antiferromagnetic Mn$_2$Au
该研究用相位锁定单周期太赫兹脉冲激发 Mn$_2$Au 薄膜，观测到超快类场 NSOT 及高场下高达30°的非线性 Néel 矢量偏转，证明1 ps内90°相干翻转有望实现。
2023-05-05 cond-mat.mes-hall
Unidirectional Spin Hall Magnetoresistance in Antiferromagnetic Heterostructures
单向自旋霍尔磁电阻（USMR）在重金属/铁磁体（HM/FM）双层膜系统中已被广泛报道。我们在Pt/α-Fe_2 O_3双层膜中观察到USMR，其中α-Fe_2 O_3是反铁磁（AFM）绝缘体。系统的场和温度相关的测量证实了磁振子起源的USMR。原子力显微镜-超磁共振的出现是由热随机场产生的自旋轨道力矩引起的原子力显微镜磁振子产生和湮灭的不平衡所驱动的。然而，与铁磁对应物不同的是，理论模型表明，Pt/α-Fe 2 O3中的USMR由反铁磁振子数决定，并且具有非单调的场依赖性。我们的研究结果扩展了USMR的通用性，为AF自旋状态的高灵敏度检测铺平了道路。
2022-07-21 cond-mat.mes-hall
Electrical Switching of Tristate Antiferromagnetic Néel Order in $α$-Fe$_{2}$O$_{3}$ Epitaxial Films
操纵反铁磁（AF）矩的能力是反铁磁自旋电子学新兴领域的关键要求。双态AF矩的电开关已在金属AF、CuMnAs和Mn $_2$ Au中得到证实。近年来，在Pt/NiO双层膜中发现了电流诱导的锯齿形霍尔电阻，但其机理还存在争议。在这里，我们报告的第一个令人信服的，非衰减，三态Néel顺序在Pt/ $α$ -Fe $_2$ O $_3$双层膜的阶梯状电开关的演示。我们的实验数据和蒙特卡罗模拟揭示了$α$ -Fe $_2$ O $_3$ Néel序在三个稳定态之间转换行为的清晰机制。我们还表明，所观察到的“锯齿”霍尔电阻是由于一个伪影的铂，而不是AF开关，而AF开关的签名是阶梯状的霍尔信号。这种对AF绝缘体（AFI）薄膜中磁矩的电气控制的演示将通过利用大家族的AFI来极大地扩展AF自旋电子学的范围。
2022-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Skyrmion bound state and dynamics in an antiferromagnetic bilayer racetrack
我们研究了反铁磁双层系统中不同层中两个skyrmions的动力学，该系统由具有跑道形状的纳米条纹组成。顶部和底部的纳米条由高度偏移分开，并且它们通过铁磁交换耦合，从而允许来自两层的skyrmion之间的相互作用。根据Skyrmion之间的距离，它们相互吸引足以达到束缚态。我们还分析了它们的动力学时，电流施加在一个独特的层，我们确定如何的束缚态成核取决于电流密度和skyrmions之间的垂直距离。最后，我们分析了两种情况下的束缚态的鲁棒性：1）由干净或均匀的反铁磁轨道构成的系统; 2）系统中，随机分布的磁性杂质在两个层中包括在系统中。
2021-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin waves in bilayers of transition-metal dichalcogenides
本文基于有效自旋哈密顿量和Hollstein-Primakoff-Bogolubov变换，从理论上研究了过渡金属硫族化物双层中的自旋波，并分析了反铁磁耦合下各磁相的自旋波谱。
2023-11-20 cond-mat.mes-hall
Interplay between interlayer exchange and stacking in CrI$_3$ bilayers
我们解决铁磁有序的CrI $_3$，双层和散装之间的相互作用和层间交换。而散装CrI $_3$是铁磁性的，磁光和运输实验表明，层间交换的CrI $_3$双层是反铁磁性的。已知块体CrI $_3$具有两种晶体结构，菱面体和单斜晶，其主要区别在于单层之间的堆叠。低于210-220开尔文时，块状CrI $_3$以菱形相排列。我们的密度泛函理论计算表明，层间交换和堆叠的依赖性非常强。具体而言，无论是散装和独立的CrI $_3$双层的基态是铁磁性的菱形相。相比之下，这两种配置之间的能量差是一个以上的数量级更小的单斜相，并最终成为反铁磁时，无论是正应变或现场哈伯德相互作用（$U \geq 3$）被认为是。我们还探讨了层间杂化和堆叠之间的相互作用，使用Wannier基础，和层间杂化和相对磁排列的CrI $_3$双层，这有助于占非常大的隧道磁电阻在最近的实验中观察到。
2019-03-25 cond-mat.mes-hall
Gross-Neveu-Heisenberg criticality from competing nematic and antiferromagnetic orders in bilayer graphene
我们研究了Bernal堆叠的蜂窝双层上的相互作用的电子的竞争的反铁磁和反铁磁顺序的有效模型的相图，作为相关的双层石墨烯。在非相互作用极限下，该模型的特点是半金属基态与二次带接触点在费米能级。考虑到短程相互作用的影响，我们证明了存在一个扩展的区域，其特征在于共存的反铁磁和反铁磁订单的平均场相图。利用重整化群方法，我们揭示了从非对称到向列-反铁磁共存的量子相变是连续的，并具有突现洛伦兹对称性。它属于$(2+1)$维相对论Gross-Neveu-Heisenberg量子普适性类，最近在二维空间中相互作用的狄拉克系统的背景下进行了大量的研究。相反，共存反铁磁过渡，原来是弱的第一顺序作为蜂窝状双层上的连续空间旋转对称性的情况下的结果。双层石墨烯的实验的影响进行了讨论。
2021-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Thermally induced spin torque and domain wall motion in superconductor/antiferromagnetic insulator bilayers
我们从理论上研究了由相邻自旋分裂超导层中热产生的自旋电流引起的反铁磁绝缘层中的畴壁运动。一个未补偿的反铁磁界面使两个关键因素的机制-自旋分裂的超导体和吸收的自旋电流的反铁磁。用准经典理论和反铁磁体的Landau-Lifshitz-Gilbert描述处理超导体，我们发现畴壁沿热梯度以相对较大的速度$\sim 100$ m/s传播。我们的建议利用自旋分裂超导体的巨大的热响应，在实现大的自旋扭矩驱动畴壁和反铁磁体的其他自旋纹理。
2020-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Antiferromagnetic Domain Structure in Bilayer Manganite
本文报道了一种新的软X射线纳米衍射研究强关联层状锰氧化物La $_{0.96}$ Sr $_{2.04}$ Mn $_{2}$ O $_{7}$中的反铁磁畴。我们发现，反铁磁畴淬火，形成一个独特的域模式，每个域具有其自旋方向的固有记忆，并与相关的畴壁沿结晶方向运行。这可以通过在晶体生长过程中锁定的晶体或磁性缺陷的存在来解释，这些缺陷钉扎反铁磁畴。反铁磁畴图案显示两种不同类型的域。我们观察到，在一种类型中，在锰自旋方向上的周期性波纹，周期约为4 \micro \meter。我们建议，双层内的反转对称性的损失是负责通过Dzyaloshinskiii-Moriya型相互作用的这种波纹结构。
2013-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-valley-layer coupling with dual control via stacking and electric field in antiferromagnetic bilayer Janus YIBr
School of Physics and Electronic Engineering, Jining University（济宁学院物理与电子工程学院）
研究反铁磁双层Janus YIBr结构，通过第一性原理计算和低能模型，发现不同堆叠下易轴方向不同，价带有狄拉克色散关系，存在自旋、谷和层耦合，外部电场可控制费米能级附近空穴，为探索新特性等提供帮助。
2026-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
In-plane anomalous Hall effect in PT-symmetric antiferromagnetic materials
本文通过对称性分析提出PT对称反铁磁体系中由面内磁场经自旋倾斜诱导的IPAHE，并在CuMnAs与VS₂-VS超晶格中验证，为反铁磁自旋电子材料设计提供新途径。
2022-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Chiral Superconductivity Mediated by Intervalley Antiferromagnetic Fluctuations in Twisted Bilayer WSe$_2$
研究揭示了扭曲双层WSe₂中谷间反铁磁涨落介导的拓扑手性超导性，通过增强配对相互作用实现高临界温度超导。
2025-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Antitopological magnetic textures in an antiferromagnetically coupled bilayer with frustration
Key Laboratory of Quantum Materials and Devices of Ministry of Education, School of Physics, Southeast University（东南大学物理学院教育部量子材料与器件重点实验室）
本文研究无外磁场下阻挫诱导的反拓扑双层磁织构通用模型，探明层间耦合可抑制结构畸变、提升运动速度，为相关拓扑磁织构的材料设计与应用提供指导。
2026-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coupling of ferromagnetic and antiferromagnetic spin dynamics in Mn$_{2}$Au/NiFe thin-film bilayers
本研究通过宽带FMR和BLS光谱实验及模型计算，揭示了Mn2Au/Py双层薄膜中铁磁与反铁磁模式的强耦合（约1.6 T·nm），产生高达40 GHz的零场共振模式，并阐明了杂化模式对界面耦合及自旋波倏逝特性的依赖。
2023-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagentic resonance detected by DC voltages in MnF$_2$/Pt bilayers
我们进行了共面波导为基础的宽带铁磁共振实验的反铁磁绝缘体MnF $_2$，同时记录的直流电压中产生的铂薄膜沉积到MnF $_2$。反铁磁共振清楚地反映在通过波导的传输以及在Pt条的直流电压。直流电压在很大程度上不受场反转的影响，因此可能源于微波整流和/或加热效应。然而，我们确定了一个小的磁场方向依赖的贡献，与反铁磁自旋泵理论兼容。
2015-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Switching on and off the spin polarization of the conduction band in antiferromagnetic bilayer transistors
本研究通过双栅 CrPS4 双层晶体管中的垂直电位移场调控对称性，实现导带自旋极化的开关及电子总磁化的完全静电控制。
2025-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Element-selective probing of ultrafast ferromagnetic--antiferromagnetic order dynamics in Fe/CoO bilayers
Freie Universität Berlin（柏林自由大学）；Uppsala University（乌普萨拉大学）；Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie（柏林亥姆霍兹材料与能源中心）
本研究利用共振软X射线反射技术元素分辨探测Fe/CoO双层膜超快磁化动力学，结合原子自旋模型模拟，明确800纳米激发下Fe层激光激发电子向CoO磁矩的直接能量转移是主要退磁通道。
2024-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
