Laser-induced Creation of antiferromagnetic 180-degree domains in NiO/Pt bilayers
我们演示了如何反铁磁有序的NiO/Pt薄膜异质结构可以修改的光脉冲。我们用激光照射我们的样品，并通过利用X射线磁线性二色性效应对所产生的畴结构进行成像来识别光学诱导的反铁磁畴的产生。我们研究了不同激光偏振对畴形成的影响，并确定了180°畴壁和具有180°不同Néel矢量取向的畴的偏振无关的创建。通过改变辐照参数，我们确定的开关机制是热诱导的，并证明了可逆性。因此，我们证明实验的可能性，以光学方式创建反铁磁域，反铁磁体的所有光学开关机制的未来功能化的重要一步。
2023-03-23 cond-mat.mtrl-sci
Spin Seebeck effect through antiferromagnetic NiO
本文报道了Pt/YIG双层膜和Pt/NiO/YIG三层膜的温度依赖性自旋Seebeck测量结果，其中YIG（Yttrium iron garnet，Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$）是一种绝缘亚铁磁体，NiO是一种反铁磁体. NiO层的厚度从0到10 nm变化。在Pt/YIG双层膜中，施加到YIG的温度梯度刺激动态自旋注入到Pt中，这在Pt中产生反自旋霍尔电压。NiO层的存在使自旋注入呈指数衰减，在180 K下衰减长度为$2 \pm 0.6$ nm。衰减长度随温度的升高而增加，在360 K时衰减长度达到最大值$5.5 \pm 0.8$ nm.没有NiO的自旋Seebeck信号的振幅的温度依赖性在20 K处显示出$6.5 \pm 0.5$ $μ$ V/K的宽的最大值。在NiO的存在下，最大值急剧转移到更高的温度，可能与衰减长度的增加。这意味着NiO是最透明的顺磁-反铁磁转变附近的磁振子传播。当1-2 nm NiO层夹在Pt和YIG之间时，我们没有看到在其他论文中报道的驱动到Pt中的自旋电流的增强。
2016-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Effective strain manipulation of the antiferromagnetic state of polycrystalline NiO
作为用于诸如磁存储器的应用的候选材料，多晶反铁磁体提供与它们的单晶对应物相同的对外部磁场、THz自旋动力学的鲁棒性，并且没有杂散场，但是没有外延生长和晶格匹配衬底的限制。在这里，我们首先报告的平均Neel矢量取向检测多晶NiO通过自旋霍尔磁阻（SMR）。其次，通过施加应变通过压电基板，我们减少了临界磁场达到饱和的SMR信号，表明各向异性的变化。我们的研究结果是一致的多晶NiO表现出积极的符号的面内磁致伸缩。这种方法的各向异性调整提供了一个能源效率，在芯片上的替代操纵多晶反铁磁体的磁性状态。
2021-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Identifiying the domain wall spin structure in current-induced switching of antiferromagnetic NiO/Pt
本研究通过电流脉冲在反铁磁NiO/Pt双层膜中产生圆形T-畴结构，发现畴壁自旋指向两畴平均方向，利用MgO衬底应变分布建模并测得畴壁半高宽为98±10 nm。
2022-09-05 cond-mat.mtrl-sci
Full angular dependence of the spin Hall and ordinary magnetoresistance in epitaxial antiferromagnetic NiO(001)/Pt thin films
本文报道了在没有任何铁磁元素的反铁磁绝缘体NiO（001）和重金属Pt的双层膜中，自旋霍尔磁阻（SMR）的三维角度依赖性的观测结果.通过在高达11 T的磁场中沿着三个正交平面（xy、yz和xz旋转平面，其中z轴与样品平面正交）旋转样品来测量检测到的角度相关纵向和横向磁阻。总的磁电阻有贡献所产生的SMR和普通的磁电阻。SMR信号的开始发生在1 T和3 T之间，并且在高达11 T时没有可见的饱和。SMR的三维角度依赖性可以通过考虑NiO（001）中磁致伸缩反铁磁S-和T-畴的可逆场致重新分布的模型来解释，该模型源于非磁性MgO衬底的塞曼能量和弹性夹紧效应之间的竞争。从观察到的SMR比，我们估计在NiO/Pt界面的自旋混合电导大于$2\times10^{14}$ $Ω^{-1}$ $m^{-2}$。我们的研究结果表明，在稳定的NiO（001）薄膜，在xy-和xz-平面的旋转电检测的Néel矢量方向的可能性。此外，我们表明，仔细减去普通的磁阻贡献是至关重要的，正确估计的SMR的幅度。
2021-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast antiferromagnetic switching in NiO induced by spin transfer torques
NiO是一种典型的反铁磁体，其特征共振频率在太赫兹范围内。从原子自旋动力学模拟，考虑到NiO的晶体结构，特别是磁各向异性尊重其对称性，我们描述了反铁磁开关在太赫兹频率的自旋转移力矩机制。亚皮秒的S-状态之间的六个允许的稳定的自旋方向切换被发现合理实现的自旋电流，像激光诱导的超快退磁产生的。描述了一种用于六状态存储器的皮秒写入的简单过程，从而打开了将电子设备的当前逻辑加速几个数量级的可能性。
2020-09-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.comp-ph
Antiferromagnetic domain wall motion driven by spin-orbit torques
本文从理论上研究了反铁磁/重金属双层膜中自旋轨道矩驱动下反铁磁畴壁的动力学行为。我们发现，自旋轨道扭矩驱动反铁磁畴壁比铁磁畴壁快得多。当畴壁速度接近最大自旋波群速度时，畴壁经历洛伦兹收缩并发射太赫兹频率范围内的自旋波。自旋轨道力矩和反铁磁畴壁的相对论动力学之间的相互作用导致反铁磁自旋织构的有效操纵，并为反铁磁体中高频信号的产生铺平了道路。
2016-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Identification of Néel vector orientation in antiferromagnetic domains switched by currents in NiO/Pt thin films
理解反铁磁序的电操纵是设计工作在太赫兹频率的反铁磁器件的一个关键方面。重点是共线绝缘反铁磁NiO/Pt薄膜作为一个材料平台，我们确定的结晶取向的域，可以通过电流切换和量化的Néel矢量方向的变化。我们证明了不同的T-域之间的电流脉冲的电开关，发现在这些域的Néel矢量取向是沿$[\pm5\ \pm5\ 19]$，不同的相比，散装$<11\bar{2}>$方向。在沿着$[1\ \pm1\ 0]$方向的电流脉冲$\textbf{j}$之后，Néel矢量$\textbf{n}$切换的最终状态是$\textbf{n}\parallel \textbf{j}$。通过比较所观察到的Néel矢量取向和应变的薄膜，假设这种变化完全来自磁弹性效应，我们量化的磁弹性耦合系数的数量级为$b_{0}+2b_{1}=3*10^7 J\ m^{-3}$。这些信息对于理解反铁磁体中的电流感应开关以及设计和使用自旋电子器件中的有源元件等器件至关重要。
2021-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial spin glass mediated unusual spontaneous exchange bias effect in epitaxial self-assembled La0.7Sr0.3MnO3:NiO nanocomposite thin films
采用脉冲激光沉积法在（001）SrTiO 3单晶衬底上外延生长了La 0. 7Sr 0. 3 MnO 3（LSMO）：NiO自组装纳米复合薄膜，观察到了零场冷却的自发交换偏压（SEB）。SEB是由复合膜的磁滞回线中的新的不对称性以及场冷却的常规交换偏置（CEB）效应显示的。训练效应表明，交换偏向松弛是无序介导的。直流磁化结果表明，这种纳米复合薄膜表现出类似自旋玻璃的行为，这是由于在铁磁LSMO和反铁磁NiO的各种界面上相互竞争的铁磁和反铁磁作用引起的.也证实了X-射线磁圆二色性（XMCD）测量，我们得出结论，SEB主要是起源于不稳定的界面反铁磁自旋由于NiO与铁磁LSMO在无序界面的铁磁耦合。这些自组装薄膜的研究结果为认识和理解SEB的微观起源和器件应用提供了有用的输入。
2018-11-28 cond-mat.mtrl-sci
Optical control of magnetization of micron-size domains in antiferromagnetic NiO single crystals
我们提出拉曼诱导共线差频产生（DFG）作为一种方法来操纵动态磁化。当基本光束沿三重旋转轴传播时，这种相干的二阶光学过程通过Umklapp过程的旋转模拟被角动量守恒所允许。作为示范，我们在实验上获得了具有微多畴结构的反铁磁NiO单晶沿[111]轴的共线磁性差频偏极化特性，与理论预测非常吻合。
2010-11-01 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Turn-on of Current-Induced Spin Torque upon Noncollinear Antiferromagnetic Ordering in Delafossite PdCrO2
本研究测量了PdCrO2反铁磁体中电流诱导自旋力矩，发现其在奈尔温度以下显著增强，与密度泛函理论预测定性一致。
2025-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Large Exotic Spin Torques in Antiferromagnetic Iron Rhodium
自旋力矩是一个很有前途的工具，驱动磁化动力学的新的计算技术。这些扭矩可以很容易地通过自旋-轨道效应产生，但是对于大多数传统的自旋源材料，高度的晶体对称性限制了所产生的自旋扭矩的几何形状。磁有序是降低材料对称性并允许外来扭矩的一种方法，而反铁磁体特别有前途，因为它们对外部场很强大。我们提出了自旋力矩铁磁共振测量和二次谐波霍尔测量表征反铁磁铁铑合金的自旋力矩。我们报告了极大的，强烈的温度依赖性的奇异自旋扭矩的几何形状显然定义的磁有序方向。我们发现铁铑的自旋矩效率在170 K时为（330 $\pm$ 150）%，在室温时为（91 $\pm$ 32）%。我们支持我们的结论与理论计算表明如何在铁铑的反铁磁有序引起这样的外来扭矩。
2021-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Electrical Detection of Spin Backflow from an Antiferromagnetic Insulator/Y3Fe5O12 Interface
在Pt/NiO/Y_3Fe_5O_（12）（YIG）异质结中观察到自旋霍尔磁电阻（SMR），其特性与Pt/YIG中的有很大不同。我们发现Pt/NiO/YIG中的SMR与自旋电导密切相关，由于反铁磁振子和自旋涨落，两者都具有很强的温度依赖性。该现象表明，Pt中由自旋霍尔效应产生的自旋电流穿过绝缘NiO并从NiO/YIG界面反射。反转SMR已被观察到低于一个温度，这增加了NiO的厚度，这表明自旋翻转反射反铁磁NiO交换耦合的YIG。
2016-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Confined magnon dispersion in ferromagnetic and antiferromagnetic thin films in a second quantization approach: the case of Fe and NiO
本研究提出一种基于二次量子化的受限磁振子散射计算方法，以Fe和NiO薄膜为对象，揭示了薄膜厚度、晶向及各向异性对磁振子模式（含表面软模）的调控规律。
2023-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Spin-Orbit Torque Switching of Noncollinear Antiferromagnetic Antiperovskite Manganese Nitride Mn$_3$GaN
非共线反铁磁体在自旋电子学领域具有取代铁磁体的超快高密度器件的潜力。为了充分利用非共线反铁磁在自旋电子学中的应用，实现对非共线反铁磁自旋的有效操控是非常重要的。在这里，使用的异常霍尔效应作为一个三角形的磁配置的电信号，自旋-轨道转矩开关，没有外部磁场的非共线反铁磁反钙钛矿锰氮化物Mn $_3$ GaN在室温下证明。霍尔信号行为的脉冲宽度依赖性和随后的弛豫表明，自旋-轨道扭矩起着更重要的作用比由于脉冲注入的热贡献。此外，还观察到了与脉冲电流密度有关的多态忆阻开关。这些发现推进了对非共线反铁磁自旋的有效控制，促进了此类材料在反铁磁自旋电子学和神经形态计算应用中的使用。
2021-07-22 cond-mat.mtrl-sci
Observation of magnon torques mediated by orbital hybridization at the light metal/antiferromagnetic insulator interface
National University of Singapore（新加坡国立大学）；Tohoku University（东北大学）
本研究在轻金属/反铁磁绝缘体界面观察到由轨道杂化介导的磁子扭矩，实现了更高的效率和更低的功耗
2026-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Dislocation-templated antiferromagnetic domains in epitaxial NiO
The Ohio State University（俄亥俄州立大学）
利用扫描电子显微镜电子通道衬度成像，发现外延NiO/MgO(001)中界面位错网络在纳米尺度上钉扎反铁磁孪晶畴壁，并通过热循环和厚度系列实验揭示了位错网络对反铁磁畴结构的模板化机制。
2026-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Imprinting of Antiferromagnetic Vortex States in NiO-Fe Nanostructures
本研究结合实验与理论，在NiO(111)-Fe(110)双层纳米结构中实现铁磁涡旋向反铁磁体的 imprinting，通过微磁模拟构建相图并揭示界面交换耦合与磁各向异性的作用机制。
2024-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit torque induced electrical switching of antiferromagnetic MnN
反铁磁体的电开关和读出允许在纳米级电子器件中利用反铁磁体材料的独特性质。在这里，我们报告的实验自旋-轨道扭矩诱导的电开关的多晶，金属反铁磁体具有低各向异性和高内尔温度。我们证明了开关在Ta / MnN / Pt三层系统，沉积（反应）磁控溅射。开关振幅，效率和弛豫的依赖关系进行了研究相对于氮化锰膜的厚度，样品温度，和电流密度。我们的研究结果是一致的热激活模型，并在很大程度上类似于以前的测量CuMnAs和Mn $_2$金，表现出类似的开关特性，由于一个内在的自旋轨道扭矩。
2019-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit torque in MgO/CoFeB/Ta/CoFeB/MgO symmetric structure with interlayer antiferromagnetic coupling
自旋霍尔效应在重金属中产生的自旋电流会上下扩散到相邻的铁磁层，并对它们的磁化强度施加扭矩，称为自旋轨道扭矩。反铁磁耦合三层结构，即合成反铁磁体（SAF），通常被用作自旋阀和磁性隧道结自旋电子器件的钉扎层，以减小杂散场和/或增加钉扎场。本文研究了MgO/CoFeB/Ta/CoFeB/MgO垂直磁化多层膜中存在层间反铁磁耦合时的自旋轨道矩。研究发现，两个CoFeB层的磁化强度可以同时在两个反平行状态之间切换。通过求解Stoner-Wohlfarth模型和Landau-Lifshitz-Gilbert方程的理论计算，验证了这一结论。我们的研究结果结合自旋轨道力矩和层间耦合，这可能会提高磁存储器的低杂散磁场和低功耗。
2017-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Observation of spin-splitter torque in collinear antiferromagnetic RuO$_2$
理论上预测了自旋分裂效应通过反铁磁体中的自旋分裂带产生具有$\mathit{x}$ -和$\mathit{z}$ -自旋极化的非常规自旋电流。所产生的转矩，即自旋分裂器转矩，对于在没有用于诸如MRAM的自旋电子器件的外部磁场的情况下操纵相邻磁性层中的磁化是有效的。本文研究了具有（100）、（101）和（001）晶面的共线反铁磁RuO $_2$中转矩的产生。接下来，我们发现所有的$\mathit{x}$ -、$\mathit{y}$ -和$\mathit{z}$ -极化自旋电流取决于RuO $_2$中的Néel矢量方向（101）。对于RuO $_2$（100）和（001），仅存在$\mathit{y}$极化的自旋电流，这与Néel矢量无关。利用$\mathit{z}$极化自旋电流，我们证明了室温下垂直磁化铁磁体的无场开关。从RuO $_2$产生的自旋分裂扭矩被证实是有用的开关现象，并铺平了道路，为进一步了解的详细机制的自旋分裂效应和发展反铁磁自旋轨道电子学。
2021-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Efficient spin torques in antiferromagnetic CoO/Pt quantified by comparing field- and current- induced switching
我们在共线绝缘反铁磁CoO/Pt中实现了电流感生开关，具有四重面内磁各向异性。这是测量电自旋霍尔磁阻和证实的磁场诱导的自旋翻转过渡的CoO层。通过施加电流脉冲和磁场，我们量化的有效性的作用电流引起的扭矩和估计的电流场等效比$4x10^{-11} T A^{-1} m^2$。Néel矢量最终状态（$n \perp j$）与CoO的负磁弹性常数的热磁弹性切换机制一致。
2021-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Magnon-mediated perpendicular magnetization switching by topological crystalline insulator SnTe with high spin Hall conductivity
本研究在室温下利用拓扑晶体绝缘体SnTe的高自旋霍尔电导率产生磁振子流，穿过NiO层对CoFeB施加磁振子力矩，实现垂直磁化低功耗翻转，功耗较Bi2Te3对照样品降低22倍。
2025-01-27 cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetism in NiO Observed by Transmission Electron Diffraction
自1949年以来，中子衍射一直被用来研究反铁磁性。在这里，我们表明，反铁磁反射也可以看到从NiO的透射电子衍射图案。这里拍摄的衍射图案来自小至10.5 nm的区域，这样的图案可以用于形成具有纳米分辨率的反铁磁结构的图像。
2012-12-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dzyaloshinskii-Moriya torque-driven resonance in antiferromagnetic α-Fe2O3
本文通过太赫兹干涉仪研究α-Fe2O3在Morin温度附近的光学模式，发现Dzyaloshinskii-Moriya相互作用产生新型力矩并导致不对称吸收，据此提取出4 T的DM相互作用场，为高频自旋信息技术提供了表征反铁磁奇点共振行为的新方法。
2023-07-09 cond-mat.mtrl-sci
Assessing model-dielectric-dependent hybrid functionals on the antiferromagnetic transition-metal monoxides MnO, FeO, CoO, and NiO
最近，两种非经验混合泛函，基于库仑衰减方法的介电依赖范围分离混合泛函（DD-RSH-CAM）和双屏蔽混合泛函（DSH）已经由[Chen等人，Phys. Rev. Mater. 2，073803（2018）]和[Cui等人，J. Phys. Chem. Lett. 9，2338（2018）]。这两种混合泛函都是基于一个共同的模型介电函数的方法，但不同的方式如何非经验获得的范围分离参数。通过保留完整的短程Fock交换和等于介电常数倒数的长程Fock交换的一小部分，DD-RSH-CAM和DSH在预测各种半导体和绝缘体的带隙方面表现得非常好。在这里，我们评估这两个混合泛函如何执行具有挑战性的反铁磁过渡金属一氧化物MnO，FeO，CoO和NiO，通过比较它们与其他传统的混合泛函和$GW$方法。我们发现，单发DD 0-RSH-CAM和DSH 0提高了带隙对实验相比，传统的混合泛函。磁矩略有增加，但预测的介电常数降低。与实验光谱相比，DD 0-RSH-CAM和DSH 0预测的价带态密度（DOS）与HSE 03一样令人满意，然而，与HSE 03相比，导带DOS向更高的能量移动约2 eV。自洽的DD-RSH-CAM和DSH恶化的结果与显着高估的带隙。
2019-08-20 cond-mat.mtrl-sci
Numerical Computation of Spin-Transfer Torques for Antiferromagnetic Domain walls
基于紧束缚模型中的线性响应理论，我们数值计算了反铁磁畴壁的电流诱导自旋转移力矩。我们发现，与铁磁畴壁运动不同，绝热自旋力矩对反铁磁畴壁运动的贡献可以忽略不计，这与以前的理论是一致的。因此，非绝热自旋转移力矩是反铁磁畴壁运动的主要驱动力矩。此外，非绝热自旋转移扭矩的较窄的反铁磁畴壁的增加更迅速比铁磁畴壁，这是由于反铁磁畴壁的增强的自旋错误跟踪过程。
2020-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-transfer-torque through antiferromagnetic IrMn
自旋转移矩是电子自旋与局域磁矩之间的角动量转移，是现代自旋电子器件中控制铁磁材料的一种重要机制。然而，在反铁磁体中，同样的效应却很少受到关注。为了研究反铁磁体中自旋电流与磁矩的相互作用，我们在Pt的自旋霍尔效应下对Co_（20）Fe_（60）B_（20）4 nm/Ir_（25）Mn_（75）tIrMn nm/Pt 4 nm多层膜进行了自旋矩铁磁共振测量. Co20 Fe 60 B20中的有效磁阻尼由从Pt层经由IrMn层注入的自旋电流来修改。结果表明，自旋电流与IrMn的磁矩相互作用，通过IrMn对Co20 Fe 60 B20的磁矩施加反阻尼力矩。还发现，在IrMn/Pt界面的交换偏置的减少降低了施加在Co20 Fe 60 B20层上的抗阻尼扭矩，这表明自旋扭矩的传输变得不那么有效，因为界面交换耦合退化。我们的工作推断，磁矩在IrMn可以操纵的自旋扭矩类似的铁磁层。
2015-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Writing and Reading antiferromagnetic Mn$_2$Au: Néel spin-orbit torques and large anisotropic magnetoresistance
反铁磁体是磁性有序的材料，其不表现出净磁矩，因此对磁场不敏感。反铁磁自旋电子学的目的是利用这种不敏感性来增强稳定性，同时可以进行高达反铁磁体的自然THz动态速度的主动操纵，从而结合了卓越的存储密度和超快开关。然而，Néel矢量（交错矩）方向的主动操纵和读出具有挑战性。最近的预测已经开辟了一条基于新的自旋轨道力矩的道路，它直接与Néel序参量耦合。这种Néel自旋轨道力矩首先在使用半金属CuMnAs的开创性工作中实验证明。在这里，我们证明Mn $_2$金，一个良好的导体，具有高的有序温度适用于应用程序，可靠和可再现的开关，使用电流脉冲和读出的磁阻测量。的扭矩的对称性与理论预测和一个大的读出大于$\simeq 6$ ~ $\%$的磁阻效应是由从头计算输运计算再现。
2017-06-08 cond-mat.mtrl-sci
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
Detecting a large magneto-optical shift in Py/NiO bilayers
Universidade Federal Rural de Pernambuco（巴西联邦农村大学）；Universidade Federal de Pernambuco（巴西联邦大学）
本研究通过磁光测量发现Py/NiO双层结构在磁场下产生高达400纳米的光谱位移，证实了反铁磁NiO层内禀磁振子与光的强耦合，为光学调控反铁磁自旋动力学提供了新平台。
2026-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Antiferromagnonic Spin Transport from Y$_3$Fe$_5$O$_{12}$ into NiO
我们观察到高效的动态自旋注入Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$（YIG）到NiO，反铁磁（AF）绝缘体，通过强耦合，和强大的自旋传播NiO高达100 nm的厚度介导的AF自旋相关性。引人注目的是，在YIG和Pt之间插入薄NiO层显著增强了驱动到Pt中的自旋电流，这表明在YIG/NiO和NiO/Pt界面处都具有非常高的自旋转移效率。这提供了一个强大的平台，研究AF自旋泵和AF动力学，以及探索自旋操纵定制的结构，包括金属和绝缘铁磁体，反铁磁体和磁性材料。
2015-09-14 cond-mat.mtrl-sci
Crossover between intrinsic and temperature-assisted regimes in spin-orbit torque switching of antiferromagnetic order
The University of Tokyo（东京大学）；The Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Japan Science and Technology Agency（日本科学技术振兴机构）；Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo（东京大学固体物理研究所）；Osaka University（大阪大学）；RIKEN（理化学研究所）；Trans-scale Quantum Science Institute, The University of Tokyo（东京大学跨尺度量子科学研究所）；Canadian Institute for Advanced Research（加拿大高级研究院）
研究通过调节磁层厚度观察到抗铁磁体切换行为的交叉，揭示了自旋轨道扭矩机制在超快切换中的潜力。
2026-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Facet-dependent giant spin orbit torque in single crystalline antiferromagnetic Ir-Mn / ferromagnetic permalloy bilayers
自旋轨道转矩的目的是操纵的铁磁（FM）薄膜或纳米元件的自旋电子技术的磁化已经有相当大的兴趣。自旋-轨道扭矩源自自旋电流，该自旋电流由扩散到相邻FM材料中的具有显著自旋-轨道耦合的材料中的电荷电流产生。已经进行了大量的努力来寻找表现出大的自旋霍尔角，即有效的电荷到自旋电流转换的候选材料。在这里，我们报告，使用自旋扭矩铁磁共振，观察到一个巨大的自旋霍尔角高达~0.35（100）取向的单晶反铁磁（AF）IrMn 3薄膜，耦合到铁磁坡莫合金层，和一个自旋霍尔角，约三倍小（111）取向的薄膜。对于（100）取向的样品，我们表明，自旋霍尔角的大小可以显着改变通过操纵的人口的各种AF域通过场退火。使用从头计算，我们表明，IrMn 3的三角形AF结构产生了实质性的固有自旋霍尔电导率，其（100）比（111）取向大三倍，与我们的实验结果一致。
2016-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Hallmarks of terahertz magnon currents in an antiferromagnetic insulator
本文利用飞秒激光在Py|NiO|Pt结构中激发超快自旋电流，发现NiO中自旋电流速度可达40 nm/ps，并通过非相干磁振子弹道输运解释延迟与展宽现象，为表征磁性绝缘体中太赫兹磁振子输运提供了通用方法。
2025-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-linear dynamics near exceptional points of synthetic antiferromagnetic spin-torque oscillators
我们考虑一个人工合成的具有各向异性层间交换耦合的反铁磁自旋力矩振子。该系统在其线性化动力学中表现出异常点。我们发现的非线性动力学和动力学相图的系统分析和数值。此外，我们表明，在一个例外点附近，振荡器的功率非常敏感地依赖于注入的自旋电流。我们的研究结果可能是有用的设计敏感的磁强计和其他应用的自旋扭矩振荡器。
2023-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Contrasting Light-Induced Spin Torque in Antiferromagnetic and Altermagnetic Systems
针对实验中难以区分净磁矩为零的反铁磁与交变磁系统的问题，提出利用线偏振光引发截然不同的非平衡局部自旋力矩，结合对称性分析、低能哈密顿量模型与第一性原理计算揭示两者差异，为自旋电子器件设计提供新视角。
2025-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Spin-transfer torque induced spin waves in antiferromagnetic insulators
我们探讨了在绝缘反铁磁薄膜表面注入自旋电流激发自旋波的可能性。我们分析了磁补偿和非补偿接口。我们发现，在绝缘反铁磁材料中，自旋电流引起的自旋转移矩可以激发自旋波，并且所激发的自旋波的手征性由注入自旋电流的极化决定.此外，磁表面各向异性的存在可以大大增加这些激发的可及性。
2015-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct and inverse spin-orbit torques in antiferromagnetic and ferromagnetic FeRh/W(001)
我们用\textit{ab-initio}方法研究了沉积在W（100）上的FeRh（001）的自旋轨道矩（SOT）。由于FeRh在室温附近经历铁磁-反铁磁相变，因此我们考虑了FeRh的两相。在反铁磁的情况下，我们发现，有效的磁场的均匀扭矩是交错的，因此理想的诱导磁化动力学或切换反铁磁体（AFM）。在反铁磁共振的反SOT感应电流密度，这可以从SOT确定。在铁磁的情况下，我们的计算预测的SOT，这也可以用来描述在铁磁共振感应的交流和直流电流的偶数和奇数分量。为了比较，我们计算了Fe/W（001）的c（$2\times 2$）AFM态的SOT。
2021-02-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Magnetic characteristics of epitaxial NiO films studied by Raman spectroscopy
利用Raman光谱研究了等离子体辅助分子束外延技术在MgO（100）衬底上生长的异质外延NiO薄膜的磁特性。对于Néel温度的测定，我们证明了一个可靠的方法，通过分析的温度依赖性的拉曼峰起源于二阶散射的磁振子。反铁磁耦合强度被发现是强烈的生长条件的影响。低温磁振子频率和Néel温度依赖于双轴晶格应变和由点缺陷控制的结构无序度。
2020-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Imaging Antiferromagnetic Domains in Nickel-oxide Thin Films by Magneto-optical Voigt Effect
Fudan University（复旦大学）；University of California, Davis（加州大学戴维斯分校）；Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院大连化学物理研究所）；Shanghai Synchrotron Radiation Facility, Zhangjiang Laboratory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海同步辐射光源张江实验室）；Oakland University（奥克兰大学）；Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures（先进微结构协同创新中心）
通过磁光Voigt效应成像技术，在室温下实现对镍氧化物薄膜中反铁磁域的直接观测，并验证了其反铁磁序来源。
2019-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Exchange-induced frustration in Fe/NiO multilayers
利用自旋极化低能电子显微镜研究了外延层系统的磁化强度，发现Fe/NiO/Fe（100）结构顶层Fe层中的磁畴面积与周长的关系服从幂律分布，具有很小的磁畴截止半径（约40 nm）和畴壁厚度。这种不寻常的磁性微观结构可以理解为是Fe/NiO界面处反铁磁和铁磁交换相互作用之间的竞争造成的，而不是由涉及控制传统磁畴结构长度尺度的各向异性和偶极力的机制造成的。我们的测量结果的统计分析验证了微磁模型，占这种界面交换耦合。
2008-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Terahertz spin-orbit torque as a drive of spin dynamics in the insulating antiferromagnet Cr$_{2}$O$_{3}$
Ioffe Institute, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院 IOFFE 研究所）；Institute of Molecule and Crystal Physics, Ufa Federal Research Center, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院乌法联邦研究中心分子与晶体物理研究所）；Ufa University of Science and Technology（乌法科学技术大学）；Institute for Molecules and Materials, Radboud University（拉德堡德大学分子与材料研究所）；New Spintronic Technologies LLC（新自旋技术有限责任公司）；Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院普罗霍罗夫普通物理研究所）；Amirkhanov Institute of Physics, Dagestan Federal Research Center, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院达吉斯坦联邦研究中心阿米汉诺夫物理研究所）
研究揭示太赫兹电场驱动的位移电流在绝缘反铁磁体Cr$_{2}$O$_{3}$中产生自旋轨道扭矩，通过电偶极子序参数分析，发现位移电流与反铁磁自旋耦合，为绝缘体反铁磁自旋电子学提供新途径。
2026-04-06 cond-mat.mtrl-sci
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
Proper dissipative torques in antiferromagnetic dynamics
毫无疑问，铁磁系统的磁化动力学由Landau-Lifshitz-Gilbert方程或其在各种自旋力矩下的推广所控制。与此相反，文献中有几组具有不同形式耗散力矩的双子格反铁磁体（AFM）的动力学方程，而没有合适的多子格反铁磁体和亚铁磁体的动力学方程。在这里，我们引入了一般的瑞利耗散泛函的拉格朗日方程，并推导出适当的形式的耗散扭矩的唯象方程的原子力显微镜与多子晶格。发现了一种由亚晶格间拖曳效应产生的新型耗散扭矩，它对磁振子寿命和畴壁运动有重要影响。特别是，我们的理论统一了文献中不同的AFM动力学方程。
2017-12-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetic magnonic charge current generation via ultrafast optical excitation
本研究通过超快光激发在反铁磁金属Mn₂Au薄膜中实验观测到磁振子电荷电流产生，验证了奈耳自旋轨道矩的逆过程，室温下可探测到相关太赫兹发射，为反铁磁太赫兹器件发展提供了新支撑。
2023-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Simulations of magnetic Bragg scattering in transmission electron microscopy
本研究模拟了透射电子显微镜中 NiO 和 LaMnAsO 的磁性 Bragg 散射，重现了实验数据并分析了厚度、电压及晶格振动的影响，发现 NiO 的磁散射信号强于室温热漫散射，而 LaMnAsO 需降温检测。
2023-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Highly efficient spin orbit torque in Pt/Co/Ir multilayers with antiferromagnetic interlayer exchange coupling
本文研究了Pt/Co/Ir多层膜中具有三个重复单元结构的自旋轨道矩（SOT）。由于该系统具有振荡层间交换耦合（IEC）与不同的Ir层厚度，我们比较的SOT的薄膜时，Co层的铁磁和反铁磁耦合。SOT的评价使用电流引起的异常霍尔电阻磁滞回线的移位。用作多层的种子层的相对厚的Pt层用于经由自旋霍尔效应产生自旋电流。在不存在反铁磁耦合的情况下，SOT相对于所施加的电流密度是恒定的，并且相应的自旋扭矩效率（即有效自旋霍尔角）为$\sim$ 0.09，与先前的报道一致。相反，对于具有反铁磁耦合的膜，SOT随着所施加的电流密度而增加并最终饱和。饱和时的SOT比无反铁磁耦合时的SOT大$\sim$ 15倍。如果我们假设由于反铁磁耦合净总磁化强度降低3倍，则自旋力矩效率是$\sim$的5倍。基于朗道-利夫希茨-吉尔伯特方程的模型计算表明，反铁磁耦合的存在可以增加SOT，但增强的程度是有限的，在这种情况下，到1.2-1.4的一个因素。因此，我们认为有其他来源的SOT，可能在界面上，这可能占在未补偿的合成反铁磁（SAF）多层膜的高效SOT。
2020-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Efficient Spin-Orbit Torques in an Antiferromagnetic Insulator with Tilted Easy Plane
反铁磁体内部自旋织构的电操纵为发展具有优异速度和高器件密度的自旋电子学提供了新的机会。然而，由于不同亚晶格之间复杂的相互作用，将自旋电流注入反铁磁体并实现有效的自旋-轨道-力矩诱导开关仍然具有挑战性。与此同时，由于磁化率的降低，反铁磁物质中电流感应磁动力学的性质和大小仍然很难表征，而杂散效应使实验解释进一步复杂化。在这项工作中，通过沿非基面取向生长反铁磁绝缘体薄膜α-Fe_2 O_3，我们实现了一种结构，其中注入的自旋电流可以在倾斜的易平面内鲁棒地旋转Néel矢量，其效率与经典铁磁体相当。自旋-轨道力矩效应在其他竞争机制中脱颖而出，并导致清晰的开关动态。由于这种新的机制，在通常采用的正交开关的几何形状相比，我们实现了双极反铁磁开关沿同一个通道，一个几何形状，这是更实用的设备应用的正电流和负电流。通过使有效的自旋-轨道力矩控制反铁磁有序，倾斜的易平面几何引入了一个新的平台，定量了解反铁磁体的开关和振荡动力学。
2022-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Spin Decay Length in Antiferromagnetic Insulator
我们报道了反铁磁绝缘体的内禀自旋衰变长度。我们发现，在反铁磁/铁磁界面，自旋泵产生的自旋电流强烈抑制双磁振子散射。通过消除两个磁振子的贡献，我们发现NiO中的自旋衰变的特征长度通过顺磁到反铁磁的转变改变了两个数量级。反铁磁态的自旋衰减长度大于100 nm，这比以前认为的要长一个数量级。这些结果为基本理解自旋输运物理提供了至关重要的信息。
2019-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Observation of unconventional spin polarization induced spin orbit torque in L1$_2$-ordered antiferromagnetic Mn$_3$Pt thin films
非共线反铁磁体由于具有非平凡的自旋拓扑结构而表现出更丰富的磁输运性质，这使得我们能够利用手性更自由地操纵电荷-自旋转换。在这项工作中，我们探讨了非常规的自旋轨道扭矩的L1 $_2$有序锰$_3$铂与三角形自旋结构。我们观察到（001）取向的L1 $_2$ Mn $_3$ Pt沿$\mathbf{x}$方向的非常规自旋轨道矩，并发现它具有相对于晶向的独特符号反转行为。L1 $_2$ -有序Mn $_3$ Pt的这种非常规自旋轨道扭矩的产生可以解释为源于磁自旋霍尔效应。这一结果有助于阐明非共线反铁磁体的自旋拓扑非平凡结构与电荷自旋转换之间的关系。
2021-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Van der Waals Spin-Orbit Torque Antiferromagnetic Memory
针对传统铁磁/重金属SOT磁存储器的物理局限，提出基于LaBr₂与WTe₂的范德华无外场反铁磁存储器，经多方法模拟验证其具备低功耗、高速读写的优异性能。
2023-10-04 cond-mat.mtrl-sci
Spin-transfer torques for domain walls in antiferromagnetically coupled ferrimagnets
反铁磁材料是下一代自旋电子学应用的杰出候选者，因为它们的超快自旋动力学使得实现比传统铁磁材料高几个数量级的速度器件成为可能。虽然自旋转移矩（STT）是电控制自旋的关键，成功地证明了在铁磁自旋电子学，STT在反铁磁体的实验理解仍然缺乏，尽管一些相关的理论研究2 -5。在这里，我们报告的实验结果STT对反铁磁耦合亚铁磁体畴壁（DW）运动的影响。我们发现，非绝热STT的行为就像一个交错的磁场，因此可以有效地驱动DW。此外，发现STT的非绝热性参数β明显大于Gilbert阻尼参数α，这不仅挑战了我们对基于铁磁体的非绝热STT的传统理解，而且导致了快速电流诱导的反铁磁DW运动.我们的研究将导致进一步积极探索STT的反铁磁自旋纹理的基础物理的自旋-电荷相互作用，以及有效的反铁磁器件的电控制。
2019-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lossless Spin-Orbit Torque in Antiferromagnetic Topological Insulator MnBi$_2$Te$_4$
本文量化了少数七重层MnBi$_2$Te$_4$中由电场驱动且具层分辨特性的自旋轨道力矩，发现其可独家激发奇特交换磁共振，并通过无焦耳热的拓扑电荷泵浦实现电功率向磁动力学的无损转换。
2024-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
