Interlayer electronic transport in CaMnBi$_{2}$ antiferromagnet
本文报道了CaMnBi $_{2}$单晶的层间电子输运。量子振荡和角磁阻表明狄拉克态的相干电子传导和谷极化传导。小的回旋质量，大的载流子迁移率和非平凡的Berry相位与扭曲的圆柱费米面的侧壁上的狄拉克费米子的存在是一致的。类似的SrMnBi $_{2}$，具有各向异性的狄拉克锥，我们的研究结果表明，磁场引起的层间导电的变化也存在于层状铋基材料的零能量线的动量空间中创建的交错碱土原子。
2016-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnon-mediated interlayer coupling in an all-antiferromagnetic junction
铁磁体中费米子介导的层间耦合导致两个磁性层的磁化方向平行和反平行，从而产生巨磁电阻效应，它是自旋电子学的基础，促进了信息技术的发展。然而，另一种准粒子玻色子介导的层间耦合仍然缺乏。在这里，我们证明了这种静态层间耦合在室温下在反铁磁结Fe 2 O3/Cr2 O3/Fe 2 O3，其中两个反铁磁Fe 2 O3层是功能材料和反铁磁Cr2 O3层作为间隔。在顶部和底部的Fe 2 O3的Néel矢量是强烈的正交耦合，这是由一个典型的玻色子激发（磁振子）在Cr2 O3间隔桥接。这种正交耦合超过了传统的共线层间耦合通过费米子在基态的范畴，反映了波动的性质的磁振子，支持我们的磁振子量子阱模型。反铁磁振子结除了在准粒子介导相互作用方面具有重要意义外，其强耦合特性使其成为超高密度集成反铁磁自旋电子学和磁振子学的一个现实候选者。
2021-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Antisymmetric interlayer exchange coupling spontaneously built in synthetic antiferromagnetic structure by film growth
研究Pt/Co/Ir/Co/Pt合成反铁磁体中AIEC的生长起源，证明厚度涨落诱导AIEC，而外延生长抑制AIEC、斜溅射可增强并使其方向各向异性。
2024-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Layer-dependent interlayer antiferromagnetic spin reorientation in air-stable semiconductor CrSBr
磁性范德华（vdW）材料提供了一个奇妙的平台，研究和利用丰富的自旋结构稳定在减少的维度。层间反铁磁性是A型vdW反铁磁体中的一个重要磁性序，它可以通过改变磁场、层间排列顺序和厚度尺度来有效地改变。然而，原子揭示层间自旋取向的vdW反铁磁体是非常具有挑战性的，因为大多数的材料候选人表现出绝缘基态或不稳定的环境条件。本文利用磁输运特性和第一性原理计算研究了空气稳定半导体CrSBr中层间反铁磁重取向的层间效应.我们揭示了层间重取向的显著奇偶层效应，这源于层间交换、磁各向异性能和未补偿磁化的额外塞曼能之间的竞争。在此基础上，利用线性链模型定量地构造了层间相关的磁相图。我们的工作揭示了层间反铁磁重取向工程的磁场在空气稳定的半导体，这可能有助于未来的vdW自旋电子器件。
2022-05-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el quant-ph
Large bias-tunable magnetoresistance from spin-dependent interlayer hybridization in van der Waals antiferromagnet CrSBr-based heterostructures
Johannes Gutenberg University Mainz（美因茨约翰内斯·古腾堡大学）；Jiangsu University（江苏大学）
该研究在CrSBr基异质结构中实现20 K下350%的大磁电阻，揭示其源于自旋依赖层间杂化的磁构型依赖带边，排除Jullière模型等机制，为磁电阻调控提供新途径。
2026-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unique thickness-dependent properties of the van der Waals interlayer antiferromagnet $\mathrm{MnBi_2Te_4}$ films
利用密度泛函理论和Monte Carlo方法研究了二维范德瓦尔斯层间反铁磁体的磁性和电子性质随厚度的变化.考虑到$\mathrm{MnBi_2Te_4}$作为一个模型材料，我们发现它展示了一个显着的厚度依赖的磁性和拓扑结构的转变。虽然$\mathrm{MnBi_2Te_4}$的单个七层块是拓扑平凡的铁磁体，但由奇数（偶数）块制成的较厚的膜是未补偿的（补偿的）层间反铁磁体，其显示宽带隙量子反常霍尔（零平台量子反常霍尔）态。因此，$\mathrm{MnBi_2Te_4}$是第一个化学计量的材料预测实现零平台量子异常霍尔状态本身。这种状态在理论上已经被证明是奇异的轴子绝缘体相。
2018-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Homochiral antiferromagnetic merons, antimerons and bimerons realized in synthetic antiferromagnets
本研究在合成反铁磁体中通过调控磁各向异性等参数实现同手性反铁磁meron、反meron与bimeron，证实其明确手性，揭示层间相互作用可降低稳定拓扑自旋织构的DMI临界强度，为下一代自旋电子学提供潜力平台。
2023-03-26 cond-mat.mes-hall 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
Large surface acoustic wave nonreciprocity in synthetic antiferromagnets
本文研究了声表面波在铁磁/非磁/铁磁多层膜中的传播。SAW散射矩阵的研究与各种非磁性间隔厚度的设备，它定义了层间交换耦合的强度。我们发现当两个铁磁层反铁磁耦合时，声表面波的传输幅度依赖于它们的传播方向。这种SAW非互易性的程度随着交换耦合强度的增加而增加，并且对于具有最薄间隔层的器件达到37 dB/mm。这些结果表明，层间交换耦合的合成反铁磁体的可行的声学非互易传输设备，如循环器和隔离器的潜力。
2022-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interlayer Exchange Coupling in (Ga,Mn)As-based Superlattices
在紧束缚模型下，对全半导体超晶格中（Ga，Mn）As铁磁层间的层间耦合进行了理论研究。结果表明，反铁磁EuTe/PbTe超晶格中的自旋关联机制解释了铁磁半导体结构中的实验结果，即研究了Ⅳ-Ⅵ族（EuS/PbS和EuS/YbSe）超晶格中铁磁层间的反铁磁耦合以及Ⅲ-Ⅴ族（（Ga，Mn）As/GaAs）多层结构中的铁磁层间耦合。该模型还允许预测（Ga，Mn）As为基础的结构，其中可以预期的反铁磁层间耦合。
2005-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Interlayer Magnetic Coupling in FePS$_{3}$ and NiPS$_{3}$ Stacked Bilayers
本研究基于密度泛函分析和解析模型，探讨了FePS$_{3}$和NiPS$_{3}$堆叠双层中层间磁耦合机制，发现层间铁磁或反铁磁构型取决于堆叠类型与金属种类，并利用Ising-Hamiltonian和紧束缚模型阐明了其超交换机制。
2024-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnet-semiconductor van der Waals heterostructures: interlayer interplay of exciton with magnetic ordering
范德华（vdW）异质结构因其丰富的材料组合而引起了人们极大的兴趣，二维磁体的发现为磁性vdW异质界面的研究提供了新的平台，但目前对磁性vdW异质界面的研究仅限于具有铁磁表面的界面。在这里，我们报告了磁性VDW异质界面使用分层层内反铁磁MPSe 3（M=Mn，Fe）和单层过渡金属二硫属化物（TMD）。我们发现了一个异常上移的激子峰在单层TMD的反铁磁转变温度以下的MPSe 3，捕获层间激子-磁振子耦合的签名。这是一个从单一材料扩展到异质界面的概念。此外，这种耦合强烈地依赖于面内磁结构和堆叠方向，显示其对它们的磁界面的敏感性。我们的发现提供了一个机会，调查在不同的材料跨接口之间的相互作用的基本激发，并寻找新的功能的磁性vdW异质界面。
2020-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Multiple antiferromagnetic phases and magnetic anisotropy in exfoliated CrBr$_3$ multilayers
本研究在剥离的CrBr$_3$多层膜中实验观察到三个不同的磁相（一个铁磁相和两个反铁磁相），发现其单轴各向异性显著小于CrI$_3$，结合磁电导测量、拉曼光谱和密度泛函理论计算，揭示了层叠依赖的层间交换能，确立了扭曲双层CrBr$_3$作为确定性创建非共线磁相的理想系统。
2023-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field-Free Switching in Symmetry Breaking Multilayers: The Critical Role of Interlayer Chiral Exchange
研究了Pt/Co多层膜系统中层间DMI诱导的对称性破缺，阐明了其有效场随堆叠数递减的趋势，并证实i-DMI在电流诱导无场翻转中起主导作用。
2023-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonreciprocal magnetoacoustic waves in synthetic antiferromagnets with Dzyaloshinskii-Moriya interaction
压电/磁性薄膜异质结构中声表面波与自旋波的相互作用为实现新型微波器件和在磁振子学中的应用提供了潜在的可能。本文研究了Pt/Co（2 nm）/Ru（0.85 nm）/Co（4 nm）/Pt合成反铁磁体（SAF）中的声表面波-声表面波相互作用。SAF由两层不同厚度的铁磁层组成，中间用一层薄的Ru间隔层隔开。由于界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（iqs）和层间偶极耦合场的组合存在下，光学SW模式显示出一个大的非简并色散关系，相反传播SW。由于SAW SW相互作用，我们观察到非互易SAW传输的压电/SAF混合装置。两个Co层的平衡磁化方向由外部磁场操纵以设置铁磁、倾斜或反铁磁配置。这对SW色散、非互易性和SAW-SW相互作用有很大影响。实验结果与现象学的SAW-SW相互作用模型相一致，该模型考虑了SW的层间交换耦合、电离和层间偶极耦合场。
2022-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric-field-driven magnetic switching and tightly bound interlayer excitons in bilayer CrSBr
Wuhan National High Magnetic Field Center and School of Physics, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学物理学院）；School of Physics and Technology, Wuhan University（武汉大学物理科学与技术学院）；National Institute for Material Science（日本国立材料研究所）
本研究在双层CrSBr中实现了电场驱动的反铁磁-铁磁可逆开关，并发现强束缚层间激子，揭示了线性磁电效应和电场调制的层间交换耦合两种共存机制。
2026-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral Coupling between Magnetic Layers with Orthogonal Magnetization
我们报道了在面内磁化的Co层和垂直磁化的TbFe层之间通过Pt间隔层发生强的层间Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskii-Moriya）。通过霍尔效应和磁电阻测量，我们揭示了这种手性耦合有利于Co和TbFe的单手正交磁结构。由Pt介导的磁耦合在任一层上产生高达10-15 mT的有效磁场，其随着Pt厚度的增加而单调减小。Ru、Ta和Ti间隔物介导的耦合比Pt小得多，突出了Pt在诱导层间介导中的重要作用。这些结果对于理解和最大化层间耦合以及设计具有手性自旋织构的自旋电子器件具有重要意义。
2021-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Growth-dependent Interlayer Chiral Exchange and Field-free Switching
本文报道了通过Pt层介导的CoFeB/Co两层间DMI，其有效场达37 Oe，并利用该手性场实现了垂直磁化Co层的确定性无场电流驱动切换，展示了层间DMI在自旋存储应用中的潜力。
2022-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Interlayer Exchange Interaction Driven Topological Phase Transition in Antiferromagnetic Electride Gd$_2$O
基于第一性原理计算，我们发现了一个二维层状反铁磁（AFM）晶体Gd $_2$ O，其中阴离子过剩电子存在于带正电的阳离子层之间的间隙空间中.结果表明，由三原子厚的Gd $-$ O $-$ Gd叠层构成的阳离子层中，Gd 4 $f$自旋通过O2 $p$轨道之间存在面内铁磁和面外AFM超交换作用.此外，层间超交换介导的杂化Gd-5 $d$和间隙- $s$ -样状态涉及紧密耦合之间的自旋，晶格和电荷的自由度，从而诱导同时的磁性，结构和电子相变。由此产生的基态具有简单的六边形晶格，拥有无质量的狄拉克费米子，受到非对称磁对称性的保护，以及有质量的狄拉克费米子。因此，我们证明了Gd $_2$ O中的阴离子过剩电子在磁性狄拉克半金属态的出现中起着至关重要的作用，因此提供了一个有趣的2D磁共振和拓扑物理之间的相互作用。
2021-09-20 cond-mat.mtrl-sci
In search of antiferromagnetic interlayer coupling in diluted magnetic thin films with RKKY interaction
我们研究了具有RKKY长程相互作用的稀释双层结构模型薄膜。磁性子系统由两个磁性掺杂层组成，由未掺杂的介电层间隔物隔开，并放置在由无限深度的量子阱建模的更宽的膜内。我们的研究集中在磁性层之间的反铁磁耦合可以预期的参数范围。找到了这种系统的临界温度，并讨论了它们与磁层厚度和载流子浓度的关系。每个磁性层内的磁化强度分布被计算为层厚度的函数。还讨论了将层磁化相互取向从反铁磁状态切换到铁磁状态所需的外场。
2009-01-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interlayer exchange coupling in (Ga,Mn)As based multilayers
在稀磁半导体多层膜中表现出反铁磁层间耦合对于实现类似于金属多层膜中巨磁电阻的磁电阻是必不可少的。在这项工作中，我们使用平均场论的载流子诱导铁磁性探索可能的（Ga，Mn）As为基础的多层结构，可能会产生反铁磁耦合。
2006-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring Zero-Field Magnetic Skyrmions in Chiral Multilayers by a Duet of Interlayer Exchange Couplings
提出利用手性多层膜中两种层间交换耦合的协同作用，从能量学和成核动力学两方面增强零场斯格明子稳定性并调控密度，为可扩展斯格明子器件提供方案。
2023-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surprising pressure-induced magnetic transformations from Helimagnetic order to Antiferromagnetic state in NiI2
本研究针对NiI2范德华磁体在11GPa静水压下的磁行为展开，发现7GPa处存在螺旋磁到反铁磁的可逆转变，揭示次近邻层间相互作用的关键作用，为纳米磁器件设计提供新思路。
2024-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Normal and inverse magnetocaloric effect in magnetic multilayers with antiferromagnetic interlayer coupling
用对近似方法研究了自旋为1/2的具有反铁磁层间耦合的磁性多层膜系统的热力学。特别注意的是磁热性能，量化的等温熵变。多层膜由两种磁性平面组成，其中一种是稀释的。在两个平面内的面内耦合具有任意的各向异性范围之间的伊辛和各向同性海森堡相互作用。构造并讨论了磁补偿现象发生时的相图。讨论了等温熵变与相互作用参数、磁组分浓度和外加磁场幅值的关系。正常和逆磁热效应的范围被发现和相关的补偿的存在或不存在。
2014-09-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Carrier-mediated antiferromagnetic interlayer exchange coupling in diluted magnetic semiconductor multilayers Ga$_{1-x}$Mn$_x$As/GaAs:Be
我们用中子反射法研究了Ga $_{0.97}$ Mn $_{0.03}$ As铁磁半导体层间的层间交换耦合。极化中子反射率测量低于居里温度的Ga $_{0.97}$ Mn $_{0.03}$ As揭示了一个特征分裂波矢量对应的两倍的多层周期，表明铁磁层之间的耦合是反铁磁（AFM）。当施加的场增加到饱和场以上时，这种AFM耦合被抑制。当间隔物未掺杂时，未观察到这种行为，这表明所观察到的AFM耦合是由通过Be掺杂引入的载流子介导的。多层膜的磁化行为的直流磁强计测量结果与中子反射仪的结果是一致的。
2008-09-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interlayer exchange coupling and giant magnetoresistance in Fe/V (001) superlattices
本文报道了Fe/V（001）超晶格的磁化强度和磁电阻率。研究了第一巨磁电阻峰随钒层和铁层厚度的变化。发现层间反铁磁耦合强度在钒层厚度为13个原子单层（$\approx$ 20 μ m）处显示出峰值，半峰全宽约为2个单层。对于钒厚度约为13个单层的超晶格系列，反铁磁耦合在铁层厚度约为6个单层（$\approx$ 9 μ m）处显示出最大值。巨磁电阻的大小表现出与反铁磁耦合强度相似的变化规律。
2001-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Interlayer Charge-density-wave Vector Phase Induced Structural Chirality
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Northeastern University（东北大学）；RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（理化学研究所物质结构科学研究中心）；Princeton University（普林斯顿大学）
本研究揭示层间电荷密度波矢量相位调控手性结构，通过第一性原理计算预测了AV₃Sb₅和1T-TiSe₂的手性CDW结构，并预测1T-NbSe₂为实现手性CDW有序的候选材料。
2026-03-12 cond-mat.mtrl-sci
Interface Dzyaloshinskii-Moriya interaction in the interlayer exchange antiferromagnetic coupled Pt/CoFeB/Ru/CoFeB systems
从理论和实验上研究了层间交换耦合（IEC）Pt/Co $_{20}$ Fe $_{60}$ B $_{20}$（1.12 nm）/Ru/Co $_{20}$ Fe $_{60}$ B $_{20}$（1.12 nm）体系中的界面Dzyaloshinski-Moriya相互作用。用振动样品磁强计测量了它们的饱和磁化强度和层间交换耦合常数。这些后者被发现是一个反铁磁性质的研究Ru范围的厚度（0.5-1纳米）。利用布里渊光散射（BLS）技术研究了它们的动态磁性。BLS测量揭示了明显的非互易自旋波传播。与对称IEC CoFeB层的计算相反，这种实验非互易性是Ru厚度，因此耦合强度依赖的。因此，为了解释实验行为，已经开发了基于底部和顶部CoFeB层之间的垂直界面各向异性差异的理论模型。我们表明，Ru的自旋波非互易性的厚度依赖性是很好地再现考虑一个恒定的阻抗和不同的垂直界面的各向异性场之间的顶部和底部的CoFeB层。这种各向异性的差异已被证实的Pt/CoFeB/Ru和Ru/CoFeB/MgO各层的有效磁化的CoFeB厚度依赖性的调查，其中已观察到的线性行为。
2017-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Interlayer exchange coupling -- a general scheme turning chiral magnets into magnetic multilayers carrying atomic-scale skyrmions
本文报道了利用层间交换耦合来扩展手性磁性薄膜在零磁场下出现稳定或亚稳定磁skyrmion的机制的一般原理。我们验证了这一概念的基础上的第一性原理模型的Mn单层W（001）衬底，一个原型的手征磁铁，其原子尺度的磁性织构是由交换相互作用的挫折，不可能解开实验室磁场。通过对Mn/W $_m$ /Co $_n$ /Pt/W（001）多层膜系统的\textit{ab initio}计算，我们发现对于一定厚度的W间隔层$m$和Co参考层$n$，参考层的有效场完全替代了形成Skyrmion所需的磁场.
2016-04-01 cond-mat.mtrl-sci
Interlayer ferroelectric polarization modulated anomalous Hall effects in four-layer MnBi2Te4 antiferromagnets
本文通过对称性分析和DFT计算，研究了四层反铁磁MnBi2Te4中层间铁电极化对磁序和反常霍尔效应的影响，发现极化工程可将材料从平庸绝缘体转化为Chern绝缘体并反转霍尔电流方向。
2024-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Controlling Chiral Domain Walls in Antiferromagnets Using Spin-Wave Helicity
在反铁磁体中，Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用提升了左旋和右旋圆极化自旋波的简并性。这种相对论耦合增加了自旋波诱导的畴壁运动的效率，并导致更高的漂移速度。我们发现，在双轴反铁磁体，自旋波螺旋控制的方向和大小的手征畴壁的磁振力。相比之下，在单轴反铁磁体中，磁振子力是推进力，其强度取决于螺旋度。
2018-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring Interlayer Chiral Exchange by Azimuthal Symmetry Engineering
本研究提出方位角对称性工程方案，通过楔形沉积调控层间DMI强度，实现无场SOT磁化翻转，并抑制空间不均匀性，为SOT-MRAM等自旋电子器件设计提供指导。
2023-12-25 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Emergent interlayer magnetic order via strain-induced orthorhombic distortion in the 5d Mott insulator Sr2IrO4
本文报道了Sr_2IrO_4薄膜中的类La_2CuO_4层间反铁磁有序结构，并具有较大的正交畸变（> 1.5%）。在Sr 2 IrO 4/Ca 3Ru 2 O 7异质外延结构中的双轴晶格应变降低了Sr 2 IrO 4的晶体对称性，从四方晶系（C4）到正交晶系（C2），通过磁各向异性引导Ir 5d Jeff = 1/2赝自旋矩平行于拉长的b轴。从共振X射线散射实验中，我们观察到反铁磁秩序的正交Sr 2 IrO 4薄膜的层间堆叠模式是从四相Sr 2 IrO 4晶体反转。这种层间堆叠类似于正交晶系的La 2CuO 4，这意味着沿a和b方向的非对称层间交换相互作用超过了各向异性层间伪偶极相互作用。我们的研究结果表明，应变诱导的扭曲可以提供一个微妙的旋钮，通过唤起层间交换耦合和伪偶极相互作用之间的竞争，在准二维系统的长程磁序调谐。
2021-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interlayer vibrational hybrid normal mode enabling molecular chiral phonons
通过第一性原理计算，发现芘修饰的MoSe₂单层中由分子受阻旋转与基底光学模式耦合产生红外活跃手性声子，为分子超晶格中实现声子手性提供了可能。
2023-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Giant dielectric difference in chiral asymmetric bilayers
基于双层范德瓦尔斯晶体扭转操作的扭电子学具有重要的理论和技术意义。对这种作用下相关电子行为的认识激发了人们对具有外场敏感响应的魔角系统的研究。在典型的磁系统2 H-VSe_2双层膜中，观察到30 ±度扭曲情况下的巨大介电差异。结果表明，由于单层结构反转的不对称性，两种情况的不同堆叠对应于两种谷极化状态：层间铁谷和层间反铁谷。进一步的研究表明，这种不同的介电响应之间的两个状态源于不同的费米波矢量耦合到电场。更有趣的是，我们甚至通过调节层间扭曲度来获得选择性的圆偏振光吸收。这些发现为电子和光学器件的功能性2D材料设计开辟了一条有吸引力的路线。
2018-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photoexcitation of moiré-trapped interlayer excitons via chiral phonons
Heriot-Watt University（赫瑞-瓦特大学）；University of Valencia（瓦伦西亚大学）；Sogang University（西江大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
通过手性声子实现摩尔陷阱层间激子的受控激发，为谷电子学和量子光子学提供新途径。
2025-12-24 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
A van der Waals antiferromagnetic topological insulator with weak interlayer magnetic coupling
磁性拓扑绝缘体（TI）是研究量子反常霍尔效应（QAH）和马约拉纳模（Majorana模）等量子现象的重要材料平台，其成功的材料实现对我们的基本认识和潜在的技术革命至关重要。通过实现具有交替的七层[MnBi 2 Te 4]和五层[Bi 2 Te 3]层的体材料MnBi 4 Te 7，我们表明它在平面内是铁磁的，但沿c轴是反铁磁的，在2 K时的面外饱和场为~ 0.22 T.我们的角分辨光电子能谱测量和第一性原理计算进一步证明了MnBi 4 Te 7是一个Z2反铁磁TI与两种类型的表面状态与[MnBi 2 Te 4]或[Bi 2 Te 3]终止，分别。此外，其超晶格性质可以通过剥离使[MnBi 2 Te 4]和[Bi 2 Te 3]层的各种异质结构成为可能。因此，MnBi_4Te_7的低饱和场和超晶格性质使其成为研究丰富涌现现象的理想体系。
2019-10-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Exponential Dependence of Interlayer Exchange Coupling in Fe/MgO(001) Superlattices on Temperature
本文发现Fe/MgO(001)超晶格中层间交换耦合随温度降低呈指数增强，并在约150 K时发生磁基态从180°反铁磁排列到90°排列的转变，归因于量子阱态效应。
2025-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-Tuned Interlayer Coupling in van der Waals Ferromagnet Fe$_3$GeTe$_2$ Nanoflakes
范德华（vdW）磁体的弱层间耦合限制了其在二维（2D）自旋电子器件中的应用。在此，我们证明了质子门可以很大程度上调制vdW磁体Fe $_3$ GeTe $_2$（FGT）的层间磁耦合，随着插入vdW层间质子的增加，层间磁耦合增强，由于FGT纳米片中反铁磁层的存在，层间磁耦合增强会在质子化的FGT纳米片中引起交换偏置.最引人注目的是，当向质子栅极施加更高的正电压（Vg>4.36 V）时，观察到罕见的具有非常大的值（最大高达1.2 kOe）的零场冷却（ZFC）交换偏压，这清楚地表明通过质子嵌入实现了强的层间耦合。这种强的层间耦合将使VDW磁体的应用范围更广。
2020-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Observation of chiral domain walls in an octupole-ordered antiferromagnet
本研究利用金刚石量子扫描磁力计观测kagome反铁磁体Mn3Sn的杂散磁场，实现其纳米尺度磁畴与畴壁的空间分辨，定量获取磁八极矩等关键参数，为手性反铁磁学及自旋电子学应用奠定基础。
2024-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exchange energies in CoFeB/Ru/CoFeB Synthetic Antiferromagnets
层间交换耦合赋予合成反铁磁体特定的性质，使其适用于自旋电子学的几个应用。这种磁结构的有效使用需要深入了解磁特性及其与材料结构的相关性。在这里，我们建立了一个可靠的程序来量化层间交换耦合和层内交换刚度合成反铁磁体，我们将其应用到超光滑和非晶Co $_{40}$ Fe $_{40}$ B $_{20}$（5-40 nm）/Ru/ Co $_{40}$ Fe $_{40}$ B $_{20}$材料平台。两种交换相互作用之间的复杂相互作用导致在堆叠的厚度上的磁化取向的梯度，其以非平凡的方式改变堆叠的磁滞和自旋波本征模式。我们测量了限制在堆叠厚度内的前四个自旋波的频率的场依赖性。我们模拟这些频率和相应的厚度轮廓，这些自旋波使用微磁模拟。与实验结果的比较，可以推断出最好的解释样品行为的磁性参数。交换刚度确定为16 $\pm$ 2 pJ/m，与Co $_{40}$ Fe $_{40}$ B $_{20}$厚度无关。对于最薄的层，层间交换耦合从-1.7 mJ/m $^2$开始，并且对于厚至40 nm的CoFeB层，其可以保持在-1.3 mJ/m $^2$以上。我们的方法与早期的表征使用唯一的饱和场的比较认为，需要重新审查厚合成反铁磁体层间交换耦合的列表值。
2022-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Control of interlayer exchange coupling in Fe/Cr/Fe trilayers by ion beam irradiation
实验研究了中等能量He离子束辐照对Fe/Cr/Fe（001）三层外延系统反铁磁层间耦合的调控。结果表明，即使在非常低的能量密度（10^14个离子/cm ^2）下，耦合强度也会发生剧烈变化。对于薄的铬间隔层（0.6 - 0.7 nm以下），耦合强度随注量的增加而降低，当注量超过（2x10^14个离子/cm ^2）时，耦合强度变为铁磁性。这种效应与分层系统中由于轰击引起的原子交换事件而产生的磁桥有关。当Cr间隔层较厚（0.8 - 1.2nm）时，反铁磁耦合强度增强，并给出了可能的解释。
2002-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Adjustable current-induced magnetization switching utilizing interlayer exchange coupling
利用层间交换耦合实现了无外加磁场的磁性多层膜结构中电流诱导的确定性磁化翻转。两个铁磁Co层，分别具有面内和面外各向异性，由间隔Ta层隔开，起到诱导反铁磁层间耦合的双重作用，并通过自旋霍尔效应贡献电流感生的有效磁场。通过对面内Co层进行预磁化，可以调节电流诱导的磁化翻转行为。反铁磁交换耦合场随Ta层厚度的减小而增大，当Ta层厚度为1.5nm时，反铁磁交换耦合场可达630 ± 5 Oe。由自旋-轨道力矩产生的电流感生垂直有效磁场的大小为9.2 Oe/（107 Acm-2）。Ta的大自旋霍尔角（与Pt的自旋霍尔角符号相反）导致低临界电流密度（9*10^6A/cm^2）。这种方法是有前途的电开关的磁存储器元件没有外部磁场。
2018-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Gigahertz Antiferromagnetic Resonances of the Easy-Axis van der Waals Antiferromagnet CrSBr
我们报告测量反铁磁共振的范德华易轴反铁磁CrSBr。层间交换场和磁晶各向异性场可与实验室磁场相媲美，从而可以获得多种千兆赫频率的动力学模式。通过将共振频率映射为外加磁场的大小和角度的函数，我们确定了反铁磁动力学的不同区域。的光谱表现出良好的协议与朗道-Lifshitz模型的两个反铁磁耦合的子晶格，占层间交换和三轴磁各向异性。拟合使我们能够量化控制磁动力学的参数：在5 K时，层间交换场为$μ_0 H_E =$ 0.395（2）T，硬轴和中间轴各向异性参数为$μ_0 H_c =$ 1.30（2）T和$μ_0 H_a =$ 0.383（7）T。面内各向异性的存在使得可以使用面内磁场来控制反铁磁共振之间的杂化程度。
2022-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Chiral charge density wave in 4Hb- and 1T-TaS$_2$: The Role of interlayer coupling
Technion（以色列理工学院）；Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；Diamond Light Source（钻石光源）；STFC Rutherford Appleton Laboratory（STFC鲁瑟福阿普尔顿实验室）；Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie（柏林亥姆霍兹材料与能源中心）
研究揭示4Hb-TaS₂中存在左旋和右旋手性电荷密度波，并发现其层间耦合显著弱于1T-TaS₂，为探索可调手性CDW现象提供了准二维平台。
2025-08-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interlayer Exchange Coupling in Semiconductor Magnetic/Nonmagnetic Superlattices
综述了磁性/非磁性半导体超晶格中的层间自旋关联。基于中子学和磁学研究，给出了不同全半导体结构中层间交换耦合的实验证据。紧束缚模型被用来解释在铁磁EuS/PbS和反铁磁EuTe/PbTe系统的非磁性块之间的相互作用转移，而无需载流子的帮助。
2002-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Perpendicularly magnetized CoFeB multilayers with tunable interlayer exchange for synthetic ferrimagnets
本文研究了MgO/CoFeB（1.1nm）/Ta（$t$）/CoFeB（0.8nm）/MgO多层膜系统，其中两层CoFeB被不同厚度的Ta中间层$t$隔开。从互补技术，如超导量子干涉磁强计，铁磁共振频率测量和布里渊光散射光谱推导出的磁化特性可以通过改变Ta的厚度之间的$t$ =0.25 nm，0.5 nm和0.75 nm进行调谐。对于$t$ =0.5 nm，观察到铁磁耦合，而对于t=0.75 nm，实现了构建合成亚铁磁体所需的反铁磁耦合。在后一种情况下，两个亚铁磁排列之间或一个亚铁磁排列和一个亚铁磁排列之间的磁畴壁的形状是非常不同的。这种行为可以解释为偶极以及层间交换能和畴壁钉扎的变化的结果，这是实现基于合成铁磁体和反铁磁体的数据存储设备的重要结论。
2016-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Spin wave theory for the triaxial magnetic anisotropy 2D van der Waals antiferromagnet CrSBr
本文针对二维范德华反铁磁体CrSBr建立了包含三轴各向异性的完整量子自旋波理论，通过拟合AFMR和中子散射数据确定了七个相互作用参数，为计算该材料其他性质提供了可靠基础。
2025-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Interlayer magnetic interactions and ferroelectricity in $π$/3-twisted CrX$_2$ (X = Se, Te) bilayers
本文理论研究了π/3扭转CrX₂（X=Se, Te）双层的层间磁相互作用与铁电性，发现横向位移可切换磁态并调节电极化，表明堆叠是调控磁电性质的有效手段，为二维自旋电子器件提供潜力。
2024-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Dynamical criticality of spin-shear coupling in van der Waals antiferromagnets
大量电子、自旋和晶格自由度之间的相互作用构成了量子材料复杂相图的基础。范德华（vdW）异质结中的层堆叠是奇异的电子和磁性的原因，这激发了二维磁性的堆叠控制。除了堆叠顺序和层间磁性之间的相互作用，我们发现了一个自旋剪切耦合机制，其中一个微妙的剪切的原子层可以有一个深刻的影响层内的磁性顺序在一个家庭的VDW反铁磁体。使用时间分辨的X射线衍射和光学线性二向色性测量，层间剪切被确定为与磁序耦合的主要结构自由度。在相同的临界磁有序温度下，光激发下剪切有序和磁有序的恢复时间都是发散的。含时的金-朗道理论表明，这种并发的临界慢化产生于层间剪切的线性耦合的磁序，这是由破碎的镜像对称性内在的单斜堆积。我们的研究结果突出了层间剪切的重要性，在超快控制磁序通过自旋-机械耦合。
2022-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of Interlayer Coupling on Current-Assisted Magnetization Switching in Nanopillars
我们发现，偶极场诱导的反铁磁耦合，或RKKY铁磁耦合，钴层之间可以强烈地影响低磁场开关行为的Co/Cu/Co纳米柱。而在低场电流辅助切换在未耦合的纳米柱总是滞后的，强耦合的任一种可以改变切换到非滞后（可逆）。这些差异可以理解与一个简单的图片电流辅助热激活的障碍。
2003-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast optically induced magnetic state transition in 2D antiferromagnets
反铁磁材料中的自旋调控在原子力显微镜光自旋电子学中有着巨大的应用潜力。激光脉冲可以在原子力显微镜金属系统中诱导出瞬态铁磁（FM）态，但从未在二维（2D）原子力显微镜半导体和相关的范德华（vdW）异质结构中得到证实。在这里，使用二维VDW异质结构的FM MnS 2和AFM MXenes为原型，我们研究了光诱导层间自旋转移动力学的实时含时密度泛函理论（rt-TDDFT）的基础上。我们观察到，激光脉冲诱导显着的自旋注入和界面原子介导的自旋转移从MnS 2到Cr2 CCl 2。特别是，我们首次证明了在半导体AFM/FM异质结构在光激发过程中的瞬态FM状态。这是因为邻近磁性破坏了Cr_2CCl_2异质结构的磁对称性。我们的结果提供了对二维磁性异质结构中光控层间自旋动力学的微观理解，并为超快光自旋电子学中操纵磁序开辟了一条新途径。
2022-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Interlayer coupling in EuS/SrS, EuS/PbSe and EuS/PbTe magnetic semiconductor superlatices
对EuS/SrS、EuS/PbSe和EuS/PbTe全半导体超晶格进行了中子反射率研究，以寻找交换层间耦合。在EuS/SrS和EuS/PbSe体系中发现了较弱的反铁磁耦合，而在EuS/PbTe超晶格中没有发现层间耦合。在EuS/SrS中，其中SrS间隔物是绝缘体（$E_g\approx 4$ eV），非常弱且短程的层间耦合与早期的理论预测一致，即在EuS基磁性半导体超晶格中的层间耦合强度强烈地取决于掺杂层的能隙，并且应该随着间隔物材料的能隙的增加而减小。EuS/PbSe中的弱耦合和EuS/PbTe中的无耦合，其中PbSe和PbTe都是窄隙半导体（$E_g\approx 0.3$ eV），不仅与理论预期不一致，而且与另一个窄隙间隔物系统EuS/PbS的早期结果形成鲜明对比，其中即使在PbS层厚度高达200 μ m的样品中也存在明显的反铁磁耦合。EuS和间隔物材料之间的晶格失配（PbS、SrS、PbSe和PbTe分别为0.5%、0.8%、2.5%和8.2%）的增加对EuS层的磁面内有序性以及因此对层间耦合的可能影响通过极化中子反射法在EuS/PbTe的情况下进行了研究。
2008-09-15 cond-mat.mtrl-sci
