Effect of Biaxial Strain on Cation Octahedral Rotations and Magnetic Structure of the Antiperovskite Mn$_{3}$GaN
该研究利用密度泛函理论计算 -5% 至 5% 双轴应变下 Mn$_{3}$GaN 的磁结构与电子响应,揭示其通过键长和 Mn d 态电荷重排而非八面体倾转适应应变。
2025-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Topological and Thermoelectric Properties of Double Antiperovskite Pnictides
已经发现将钙钛矿电池加倍(双钙钛矿)为工程功能材料,特别是磁性材料开辟了新的可能性。该路线应该适用于反钙钛矿(aPV)类。在pnictide为基础的双aPV(2aPV)类这里介绍的磁性是非常罕见的,我们解决他们作为新的拓扑材料,可能与热电的兴趣。我们已经发现,2aPV超级电池提供了可以用于抑制体电导率的系统性更大的带隙,以及用于带反转的大的自旋轨道耦合(SOC)。我们提出的例子,从广泛的研究双反钙钛矿集中在X $_6$ AA $'$ B $_2$配置,其中X是碱土金属元素和A和B是5A族pnictogens。我们发现,在价带最低的“扩展的S”状态,描述为阳离子价态或调制间隙平面波状态,在拓扑和热电性能中起着至关重要的作用。这些化合物中的几种可能具有拓扑相,而传输计算表明它们也可能在热电应用中有用。
2020-04-01 cond-mat.mtrl-sci
Giant Anomalous Nernst Effect in Noncollinear Antiferromagnetic Mn-based Antiperovskite Nitrides
反常能斯特效应(ANE)--在导电铁磁体或反铁磁体中由纵向热流产生横向电压--是自旋热电子学中热电发电的一种有吸引力的方法。反铁磁体中的ANE特别便于制造高效和密集集成的热电堆,因为热电模块的横向配置增加了热源的覆盖范围,而不会受到铁磁体固有的杂散场的影响。在这项工作中,使用第一性原理计算结合群论分析,我们系统地研究了非共线反铁磁Mn基反钙钛矿氮化物Mn $_{3}X$ N($X$ = Ga,Zn,Ag和Ni)中的自旋有序相关的ANE。Mn $_{3}X$ N中的ANE在R1相中被对称性禁止,但在R3相中达到最大值。在所有Mn $_{3}X$ N化合物中,Mn $_{3}$ NiN在200 K下呈现最显著的异常能斯特电导率1.80 AK $^{-1}$ m $^{-1}$,如果施加应变、电场或磁场,则可以进一步增强。Mn $_{3}$ NiN中的ANE比著名的Mn $_{3}$ Sn中的ANE大一个数量级,是迄今为止在反铁磁体中发现的最大的ANE。Mn $_{3}$ NiN中的巨ANE起源于反常霍尔电导率在费米能级处的陡峭斜率,这可以从Mott关系式中得到很好的理解。我们的研究结果为实现反铁磁自旋热电子学提供了一种新的主体材料,在能量转换和信息处理方面有着令人兴奋的应用前景。
2020-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Anionic nickel and nitrogen effects in the chiral antiferromagnetic antiperovskite Mn$_3$NiN
本研究基于DFT第一性原理计算,探究手性反铁磁反钙钛矿Mn$_3$NiN中氮位点效应,发现氮空位提升反常霍尔电导率且保留手性反铁磁有序,揭示Ni负、Mn正氧化态的特殊规律,并推广至Mn₃BN体系,为过渡金属负氧化态研究提供理想平台。
2023-01-10 cond-mat.mtrl-sci
DFT based study on structural stability and transport properties of Sr3AsN: A potential thermoelectric material
反钙钛矿材料以其优异的热电性能而备受关注,并引起了人们的极大兴趣。在这里,我们报告的结构稳定性和传输特性的Sr $_3$ AsN从一个精确的第一性原理研究。计算得到的平衡晶格参数与已有数据吻合较好。我们发现Sr $_3$ AsN在室温下是一种机械、能量和动力学稳定的化合物。我们计算的电子结构表明,它是一个直接带隙半导体,与值~1.2 eV。Sr-4d和N-2 p轨道主要构成直接带隙。这种反钙钛矿具有高的塞贝克系数。虽然它的晶格热导率相对较低,但电子热导率很高。在700 K时计算的最大TE优值为0.75,表明它是一种潜在的热电应用材料。
2018-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic spin-polarized conductivity in collinear altermagnets
本研究基于玻尔兹曼输运理论和群论分析,揭示了共线交错磁体中自旋极化电导率的各向异性,为产生大自旋极化提供了理论依据。
2025-05-23 cond-mat.mtrl-sci
Contributions of magnetic structure and nitrogen to perpendicular magnetocrystalline anisotropy in antiperovskite $ε$-Mn$_4$N
为了研究氮对亚铁磁性反钙钛矿Mn $_4$ N的垂直磁晶各向异性(PMA)的贡献,我们研究了具有不同氮含量的外延Mn $_4$ N薄膜的制备和第一原理密度泛函计算。在溅射沉积过程中,对于$\sim 10 \%$的N-$_2$气体流量比($Q$),获得了110 mT的饱和磁化强度($M_{\rm s}$)峰值和0.1 MJ $^3$的单轴PMA能量密度($K_{\rm u}$),表明几乎单相结晶的$ε$-Mn $_4$ N。对于$Q \approx 6\%$,观察到$α$-Mn和氮缺陷Mn $_4$ N晶粒的偏析,这是造成$M_{\rm s}$和$K_{\rm u}$降低的原因。第一性原理计算表明,显示PMA的Mn $_4$ N的磁结构是具有共线结构的“B型”,其磁矩在c平面内平行耦合并沿c方向交替。此外,使用Mn $_{32}$ N $_x$超级电池计算的$K_{\rm u}$显示出对氮缺乏的强烈依赖性,与实验结果定性一致。对$K_{\rm u}$自旋轨道相互作用的二阶微扰分析表明,Mn $_4$ N中的PMA不仅是自旋守恒过程,而且是自旋翻转过程.我们还发现,这两个贡献随着氮素缺乏的增加而减少,导致$K_{\rm u}$的减少。注意到自旋翻转贡献的减少发生在面心位置中的Mn原子处。这是我们发现的反钙钛矿型Mn $_4$ N的特定PMA特性之一。
2020-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Realization of Epitaxial Thin Films of the Topological Crystalline Insulator Sr$_3$SnO
拓扑材料来源于对称性和拓扑之间的相互作用。拓扑能带理论的进展已经导致预测反钙钛矿氧化物Sr $_3$ SnO是拓扑晶体绝缘体,一种新的物质电子相,其(001)晶面的导电性受到晶体点群对称性的保护。然而,实现这种材料是具有挑战性的。在热力学计算的指导下,我们设计并实现了一种分子束外延(MBE)方法,实现了Sr $_3$ SnO单晶薄膜的吸附控制外延生长。原位传输和角度分辨光电子能谱测量揭示了金属和非平凡的拓扑性质的生长样品。与传统的分子束外延相比,所使用的合成路线的结果在优越的样品质量,并很容易适应其他拓扑系统与反钙钛矿结构。拓扑晶体绝缘体薄膜的成功实现为通过外延应变和异质结构调整对称性来操纵拓扑状态提供了机会。
2019-12-31 cond-mat.mtrl-sci
Magneto-optic and transverse transport properties of non-collinear antiferromagnets
回顾了以往对共面非共线反铁磁体中反常霍尔效应的研究,并将其扩展到磁光性质,即磁光克尔效应(MOKE)和X射线磁二向色性(XMCD)。从群论的考虑,各种实际的和假设的自旋配置立方和六方Mn $_3X$化合物的形状的依赖于频率的电导率张量的确定。计算MOKE和X-射线二向色光谱用于确认这些发现,并给出估计的影响的大小。对于Mn $_3$ IrPt和Mn $_3$ PtRh合金的反常和自旋霍尔电导率的浓度依赖性进行了研究。
2019-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Vector Chirality $κ$ Driven Topological Phase Transition and the Associated Anomalous Hall Conductivity Tuning in a Non-Collinear Antiferromagnet
本研究结合第一性原理计算与 k·p 理论,揭示 Mn3Sn 中矢量手性 κ 切换可驱动节点环到 Weyl 点半金属的拓扑相变,并实现反常霍尔电导由零到巨大值的开关及面内分量调控。
2023-09-27 cond-mat.mtrl-sci
Topology analysis for anomalous Hall effect in the non-collinear antiferromagnetic states of Mn$_3\mathit{A}$N ($A$ = Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Pd, In, Sn, Ir, Pt)
利用第一性原理计算研究了反钙钛矿锰氮化物非共线反铁磁金属态产生大的反常霍尔效应的电子结构拓扑特征.我们首先预测这些化合物的稳定磁性结构是非共线的反铁磁结构,其特征在于无论是$T_{1g}$或$T_{2g}$不可约表示通过评估的总能量为所有的磁性结构分类根据对称性和多极矩。接下来对从第一性原理能带结构得到的Wannier紧束缚模型进行拓扑分析。结果表明,在$k$ -空间积分后,布里渊区费米面附近广泛分布的自旋-轨道耦合导致的小Berry曲率对反常Hall电导率的贡献占主导地位,而Weyl点附近的局部发散Berry曲率对反常Hall电导率的贡献相对较小.
2019-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous magnetotransport in a non-collinear correlated kagome ferromagnet MgMn6Sn6
S. N. Bose National Centre for Basic Sciences(S.N. 玻色基础科学国家中心);Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids(马克斯·普朗克固体化学物理研究所);ISIS Neutron and Muon Source, Science and Technology Facilities Council, Rutherford Appleton Laboratory(ISIS中子与μ子源,科学与技术设施委员会,拉瑟福德阿普尔顿实验室);School of Physical Sciences, Indian Institute of Technology Goa(印度果阿理工学院物理科学学院)
研究非共线关联kagome铁磁体MgMn6Sn6的磁输运特性,结合单晶中子衍射与第一性原理计算,揭示其非共线磁矩排列及异常霍尔电导的各向异性。
2026-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Observation of non-volatile anomalous Nernst effect in altermagnet with collinear Néel vector
本研究在共线奈尔矢量的交替磁体Mn5Si3薄膜中实现了非易失性反常能斯特效应,通过Mn掺杂提升费米能级使效应增强六倍,填补了共线补偿磁体中ANE存在的长期空白。
2024-03-20 cond-mat.mtrl-sci
Large Anomalous Hall Conductivity Derived from an $f$-Electron Collinear Antiferromagnetic Structure
研究发现Ce$_2$CuGe$_6$的$f$电子共线反铁磁结构可产生$550$ $Ω^{-1}$cm$^{-1}$的大反常霍尔电导率,并表明其由内在与外在机制协同驱动。
2024-09-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Altermagnetism and Anomalous Transport in Ag$^{2+}$ Fluorides: KAgF$_3$ and K$_2$AgF$_4$
College of Physics, Henan Normal University(河南师范大学物理学院)
研究发现KAgF₃具有A型反铁磁有序和C型轨道有序,表现出异常输运和磁光效应,而K₂AgF₄则为常规反铁磁体,无异常霍尔响应。
2025-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced anomalous Hall conductivity via Ga doping in Mn\textsubscript{3}Sn and Mn\textsubscript{3}Ge
本研究基于第一性原理计算,通过在Mn3Sn和Mn3Ge中策略性掺杂Ga调节电子密度,显著提升了反常霍尔电导率,为优化非共线反铁磁材料的AHE提供了新途径。
2025-08-15 cond-mat.mtrl-sci
Sign reversal of anomalous Hall conductivity and magnetoresistance in cubic non-collinear antiferromagnet Mn$_3$Pt thin films
Mn $_3$ X非共线反铁磁体家族中Mn原子的二维Kagome自旋晶格结构在Berry曲率物理和相关的非平凡磁输运响应的探索中提供了实质性的兴奋。这些研究中的大部分是在六方晶系中进行的,主要是Mn $_3$ Sn和Mn $_3$ Ge,其中kagome平面的法线沿着[001]方向。本文报道了我们在立方Mn $_3$ Pt薄膜中的研究,其kagome面垂直于[111]晶轴。我们的研究揭示了一个空穴导电占主导地位的霍尔响应与非单调的温度依赖性的异常霍尔电导率(AHC),从9 $Ω^{-1}$厘米$^{-1}$在室温下增加到29 $Ω^{-1}$厘米$^{-1}$在100 K,其次是下降和意想不到的符号反转在较低的温度。在磁阻测量中也观察到类似的符号反转。我们把这个符号反转的过渡从贝里曲率为主的AHC在高温下的弱倾斜铁磁AHC响应在较低的温度下,低于70 K,所造成的重新取向的Mn力矩的戈薇平面。我们在Mn $_3$ Pt薄膜中的上述结果使它们与室温反铁磁自旋电子学的集成取得了进展。
2020-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-Relativistic Anisotropic Magnetoresistance with Collinear and Non-Collinear Magnetic Order
本研究证明在非相对论极限下,无需自旋轨道相互作用,磁序本身即可在多亚晶格系统中引发显著的各向异性磁阻,并通过理论计算、案例研究与对称性分析验证了该效应。
2025-07-16 cond-mat.mtrl-sci
Efficient Electrical Spin-Splitter Based on Non-Relativistic Collinear Antiferromagnetism
电自旋电流的产生是驱动自旋电子学领域的核心现象之一。使用{ \em从头算}计算,我们表明,室温金属共线反铁磁体RuO $_2$允许高效的自旋电流产生,所产生的各向异性分裂带与保守的上下自旋沿Néel矢量轴。零净磁矩反铁磁体充当电自旋分裂器,在自旋向上和自旋向下电流之间具有34 $^\circ$传播角。相应地,自旋电导率比20,000种非磁性自旋霍尔材料的调查记录值大三倍。我们提出了一个多功能的自旋分离器扭矩的概念,利用反铁磁RuO $_2$膜与铁磁体接口。
2020-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Spin transport in the Neel and collinear antiferromagnetic phase of the two dimensional spatial and spin anisotropic Heisenberg model on a square lattice
本文分析和比较了空间各向异性和自旋各向异性对二维正方晶格上S=1/2海森堡量子磁体自旋电导率的影响。我们探讨了Neel反铁磁(AF)相和共线反铁磁(CAF)相的模型。我们发现,在海森堡模型中的自旋各向异性的影响相反,在AF阶段的空间各向异性不抑制零温度的自旋电导率在零频率limit-rather它增强it. We的经常部分还探讨了有限温度的影响在AF阶段的各种空间和自旋各向异性参数的Drude重量。我们发现,当温度接近零时,德鲁德重量趋于零。在有限的温度下(在碰撞少近似),增强空间各向异性会增加Drude权值,而增加自旋各向异性会降低Drude权值。在CAF阶段(在非相互作用近似下),零频率自旋电导率对于空间各向异性参数的非零值具有有限值。在CAF阶段,增加空间各向异性参数抑制了零频率下自旋电导率响应的规则部分。此外,我们发现,CAF阶段显示的自旋电导率没有看到在AF阶段的尖峰。包含最少量的自旋各向异性导致在AF和CAF相的自旋电导率响应中产生间隙。基于这些研究,我们得出结论,具有空间各向异性的材料是更好的自旋导体比那些自旋各向异性在零温度和有限的温度。我们利用交换参数比为真实的材料系统作为输入的自旋电导率的计算。
2012-07-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strong anomalous Nernst effect in collinear magnetic Weyl semimetals without net magnetic moments
我们预言了在净磁矩为零的反Heusler补偿亚铁磁体Ti $_2$ Mn $X$($X$ =Al,Ga,In)中存在大的反常能斯特效应.虽然净磁矩为零,在这些系统中的外尔点导致一个大的异常能斯特电导率(ANC)由于缺乏一个磁性的子晶格,反转的贝瑞曲率的符号。与非共线反铁磁体Mn $_3$ Sn和Mn $_3$ Ge相比,高ANC几乎完全源于这类化合物中的Weyl点,因此,它是拓扑保护的。本文首次在共线系统中发现了净磁矩为零的大ANC,这对全面理解零磁矩磁性材料的热电效应及其应用具有重要意义。
2020-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall enhancement in fully compensated non-collinear antiferromagnetic Cr-doped Mn3Sn
National University of Singapore(新加坡国立大学);National University of Singapore (Chongqing) Research Institute(新加坡国立大学(重庆)研究院);Nanyang Technological University(南洋理工大学);Nanjing University(南京大学);Central South University(中南大学)
通过第一性原理计算与实验,证明Cr掺杂能在保持Mn3Sn反铁磁序的同时增强其反常霍尔电导率,并抑制低温螺旋/自旋玻璃相,为提升反铁磁自旋电子器件性能提供有效策略。
2026-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Giant enhancement of anomalous Hall effect in Cr modulation-doped non-collinear antiferromagnetic Mn3Sn thin films
本文报道了均匀掺杂和调制掺杂Mn_3Sn多晶薄膜中Cr的掺杂效应。结果表明,低浓度Cr掺杂对Mn 3Sn的结构和磁性能没有显著影响,但显著提高了其反常的霍尔电导率,特别是在低温下对调制掺杂的样品。调制掺杂样品在50 K下的霍尔电导率高达184.8 Ω-1cm-1,而未掺杂样品在相同温度下的霍尔电导率则非常小。我们将这种增强归因于Cr掺杂引起的费米能级的变化
2021-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-collinear Magnetic states of Mn5Ge3 compound
在Ge(111)衬底上外延生长的Mn_5Ge_3薄膜在300 K温度下具有金属导电性和强铁磁性。最近的实验表明,一个非共线的自旋结构。为了深入了解该化合物的磁性结构,我们在密度泛函理论中进行了完全无约束的从头赝势计算,研究了对应于共线(C)和非共线(NC)自旋构型的不同磁性状态。重点研究了它们在压力场和应变场作用下的相对稳定性。在压力下,C和NC配置是简并的,这表明可能发生的意外磁简并也在Mn5Ge3真实样品。我们发现了一个连续的过渡,从铁磁C低自旋状态在小体积的NC高自旋状态在更高的体积。值得注意的是,简并性在单轴应变的作用下被明确地去除:特别是,NC自旋配置在拉伸单轴应变下是有利的。
2006-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Nernst effect in Mn$_3$NiN thin films
本文研究了反铁磁反钙钛矿Mn$_3$NiN薄膜中的反常能斯特效应,通过同一样品测量反常霍尔和能斯特效应并量化相关系数,结合有限元建模验证了实验结果。
2022-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Equivariant Space Group and Hamiltonian for Collinear Magnetic Systems
Beijing Institute of Technology(北京理工大学)
本文提出基于等变空间群的框架,构建具有显式n依赖性的等变磁哈密顿量,用于研究磁动力驱动的拓扑泵浦现象,并应用于第一性原理计算。
2026-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Tuning spin currents in collinear antiferromagnets and altermagnets
Howard University(霍华德大学);Laboratory for Physical Sciences, College Park, Maryland 20740, United States(马里兰州学院公园物理科学实验室)
通过磁电、压磁等耦合调控列状反铁磁体和交替磁体中的自旋电流,实现高效自旋电子学应用。
2025-12-03 cond-mat.mtrl-sci
Self-consistent Analysis of Doping Effect for Magnetic Ordering in Stacked-Kagome Weyl System
基于有效模型和Hartree-Fock方法,从理论上研究了堆叠kagome系统$\rm{{Co}_3{Sn}_2{S}_2}$中载流子掺杂对磁性的影响.我们给出了磁序参量的电子填充和温度依赖关系。空穴掺杂抑制了垂直铁磁有序,未掺杂的$\rm{{Co}_3{Sn}_2{S}_2}$表现出磁性外尔半金属态。此外,在电子掺杂制度,我们发现一个非共线的反铁磁有序。特别地,在非共线反铁磁态,通过考虑一定的自旋-轨道耦合,得到了有限轨道磁化强度和反常霍尔电导率。
2021-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Computational symmetry hierarchy of time-reversal-even and -odd spin Hall conductivity tensors in altermagnets
Kyung Hee University(庆熙大学);Korea Institute of Science and Technology Information (KISTI)(韩国科学技术信息研究所)
该研究通过对称性分析与第一性原理计算,将交变磁体自旋霍尔电导率分解为时间反演偶和奇通道,建立计算预筛选框架,并扩展至62种反铁磁体,识别出设计极限。
2026-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Non-collinear Antiferromagnets and the Anomalous Hall Effect
通过密度泛函理论计算,研究了六方晶系化合物Mn $_3$ Ge和Mn $_3$ Sn的非共线反铁磁有序结构的反常霍尔效应.前者引起异常霍尔电导率(AHC)被发现是非常各向异性。对于平面情况,AHC与能带结构中的Weyl点相连,并对其进行了详细的描述。如果在Mn $_3$ Ge中观察到这种情况,则应预期约900 S/cm的大AHC。然而,在Mn $_3$ Ge中,非平面构型在能量上是有利的,在这种情况下,它产生100 S/cm的AHC。非平面配置允许拓扑霍尔效应的定量评估,所述拓扑霍尔效应被认为在很大程度上确定该电导率值。对于Mn $_3$ Sn,预测可观察到的是平面构型。在这种情况下,AHC可以大到250 S/cm。
2014-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of magnetic states and the anomalous Hall conductivity of $M$Nb$_3$S$_6$ ($M$=Co, Fe, Mn, and Ni)
本文基于第一性原理研究了$M$Nb$_3$S$_6$型化合物的磁性序与反常霍尔电导率,发现非共面自旋序材料具有极大的AHC且受掺杂与自旋交换势显著影响,为相关化合物中巨大反常霍尔效应提供了理论预测。
2022-02-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetocrystalline anisotropy and exchange probed by high-field anomalous Hall effect in fully-compensated half-metallic Mn2RuxGa thin films
研究了半金属亚铁磁体Mn $_2$ Ru $_x$ Ga的薄膜在高达58 T的脉冲磁场中的磁输运特性。在155 K的补偿温度范围内,观察到了非零的霍尔信号,在此温度范围内,净磁矩严格为零,反常霍尔电导率为6673 $Ω^{-1}.m^{-1}$,反常霍尔电导率超过9 T.分子场模型被用来确定内部和内部的子晶格交换常数和自旋翻转过渡,我们推断的电活性子晶格的各向异性为216 kJ/m $^3$和预测的磁共振频率。交换和各向异性是可比的,并且难磁化轴施加的磁场导致磁矩从它们的共线基态倾斜。我们的分析适用于共线亚铁磁半金属系统。
2018-10-02 cond-mat.mtrl-sci
Disentangling Anomalous Hall Effect Mechanisms and Extra Symmetry Protection in Altermagnetic Systems
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所及凝聚态物理北京国家实验室);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);Condensed Matter Physics Data Center of Chinese Academy of Sciences(中国科学院凝聚态物理数据中心)
研究了平面内和列向反铁磁系统中异常霍尔电导随自旋倾斜角变化的演变,通过构建基于体心四方晶格中三个t2g轨道的紧束缚模型,区分并验证了两种横向传输起源:由净磁化引起的常规异常霍尔效应和由特定晶体对称性引起的晶体霍尔效应。
2026-03-22 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Anomalous Hall effect in two-dimensional non-collinear antiferromagnetic semiconductor Cr0.68Se
生长了具有二维特征的Cr 0.68Se单晶,测量了其详细的磁化强度M(T)、电输运性质(纵向电阻率和霍尔电阻率)和热输运性质(热容Cp(T)和热电功率(TEP)S(T))。结果表明,Cr 0.68 Se具有非共线反铁磁半导体特性,其Neel温度TN = 42 K,激活能Eg=3.9 meV,在低于TN温度下表现出反常的霍尔效应(AHE),并具有高达83.7%的负磁电阻(MR)(2 K,8.5 T).在T=2 K时,AHE系数RS为0.385 cm-3/C,在T=40 K时,AHE电导率σH约为1 ohm-1cm-1;(iii)反常霍尔电阻率与纵向电阻率之间的标度行为是线性的,进一步分析表明,Cr_(0.68)Se中AHE的起源主要是斜散射机制。我们的研究结果可能有助于探索这类二维AFM半导体的潜在应用。
2017-07-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Altermagnetism and magnetic groups with pseudoscalar electron spin
我们修改现有的群论方法治疗非相对论共线磁系统与完美的平移不变性。我们表明,这些系统的完整对称群,其中包含在自旋和配置空间(自旋组)的独立旋转的元素,可以被替换为磁组的旋转只作用于位置矢量的元素组成。这种减少遵循从修改的电子自旋的变换性质,这在所考虑的系统中有效地成为一个赝标量保持不变的空间操作,但改变其符号由于操作的反对称。我们介绍了一个统一的表示相关的磁点群,并使用它的分类共线磁铁的观点,反铁磁诱导的自旋分裂附近的布里渊区中心的电子带。我们证明,最近发现的不同的交变磁类对应的所有非平凡的磁劳厄类,即在一个独特的方式,到劳厄群只包含反对称操作与空间旋转的组合。这些劳厄类中的四个被发现与非零自旋电导率兼容。随后检查一个简单的模型,使我们能够简要地解决在实际系统中的自旋分裂的物理机制。
2022-08-22 cond-mat.mtrl-sci
Eightfold Degenerate Dirac Nodal Line in Collinear Antiferromagnet Mn$_5$Si$_3$
该研究通过对称性分析和从头计算,发现共线反铁磁体Mn$_5$Si$_3$中具有八重简并狄拉克节线,并预测其产生大自旋霍尔电导率,为自旋电子学应用提供候选材料。
2025-02-28 cond-mat.mtrl-sci math.AT
Observation of the Anomalous Hall Effect in a Collinear Antiferromagnet
时间反转对称性破缺是支撑许多磁拓扑现象(例如异常霍尔效应(AHE)及其量子化变体)的基本物理概念。AHE主要伴随有铁磁偶极矩,这阻碍了拓扑量子态并限制了存储器设备中的数据密度,或者伴随有具有强自旋退相干的精细非共线磁序,这两者都限制了它们的适用性。一个潜在的突破是最近的理论预测的AHE所产生的共线反铁磁性在各向异性晶体环境。这种新机制不需要磁偶极或非共线场。然而,迄今为止还没有实验观察到。在这里,我们证明了这种非常规的机制,通过测量AHE在外延层的金红石共线反铁磁体RuO $_2$。所观察到的异常霍尔电导率是大的,超过300 S/cm,并与Berry相拓扑输运的贡献。我们的结果打开了一个新的未探索的篇章时间反演对称性破缺现象的丰富类共线反铁磁材料。
2021-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strong, anisotropic anomalous Hall effect and spin Hall effect in chiral antiferromagnetic compounds Mn$_3X$ ($X$ = Ge, Sn, Ga, Ir, Rh and Pt)
用$ab~initio$能带结构和Berry相计算方法,对几种手性反铁磁化合物Mn $_3X$($X$ = Ge,Sn,Ga,Ir,Rh和Pt)的本征反常霍尔效应和自旋霍尔效应进行了全面的研究.这些研究揭示了本征反常霍尔效应和自旋霍尔效应的大的各向异性值。Mn $_3X$材料表现出非共线的反铁磁顺序,为了避免几何挫折,形成布置在Kagome型晶格中的Mn矩的平面。相对于这些Kagome平面,我们发现,无论是异常霍尔电导率(AHC)和自旋霍尔电导率(SHC)是相当各向异性的任何这些材料。根据我们的计算,我们提出了如何最大限度地提高AHC和SHC不同的材料。的能带结构和相应的电子填充,我们表明是必不可少的,以确定AHC和SHC,这些不同的化合物进行了比较。我们指出,Mn $_3$ Ga显示出约600 $(\hbar/e)(Ω\cdot cm)^{-1}$的大SHC。我们的工作为在手性反铁磁材料中实现强反常霍尔效应和自旋霍尔效应提供了新的思路。
2017-04-04 cond-mat.mtrl-sci
Terahertz conductivity of the magnetic Weyl semimetal Mn$_{3}$Sn films
Mn $_{3}$ Sn是一种非共线的反铁磁体,在室温下表现出很大的反常霍尔效应。据认为,它的异常霍尔电导率的主要贡献来自贝瑞曲率。此外,直流传输和光电发射实验已经证实,Mn $_{3}$ Sn可能是时间反演对称性破缺Weyl半金属的一个例子。由于室温反三角自旋结构中的小但有限的矩,其允许利用外场控制霍尔电流,这种材料在下一代存储器件和THz自旋电子学应用中引起了很大的兴趣。在这项工作中,我们报告了太赫兹范围内的研究取向锰$_{3}$锡薄膜作为温度的函数。在低频率下,我们发现光学电导率可以很好地描述了一个单一的德鲁德振荡器。等离子体频率强烈抑制在一个温度依赖的方式,因为一个进入260 K的螺旋相。这可能与费米面的部分间隙有关,费米面的部分间隙来自沿c轴的平移对称性的破坏。散射率显示二次温度依赖性低于200 K,突出了可能的重要作用,在这种化合物的相互作用。
2019-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Large spin Hall conductivity in epitaxial thin films of kagome antiferromagnet Mn$_3$Sn at room temperature
Mn $_3$ Sn是一种非共线反铁磁量子材料,具有磁性外尔半金属态,在高效存储器件方面具有巨大的潜力。使用Ru种子层在蓝宝石衬底上生长了高质量的外延$c$平面Mn $_3$ Sn薄膜。利用自旋泵浦诱导的反自旋霍尔效应测量了Mn $_3$ Sn/Ni $_{80}$ Fe $_{20}$平面外延薄膜的自旋扩散长度($λ_{\rm Mn_3Sn}$)和自旋霍尔电导率($σ_{\rm{SH}}$):$λ_{\rm Mn_3Sn}=0.42\pm 0.04$ nm和$σ_{\rm{SH}}=-702~\hbar/ e~Ω^{-1}$ cm $^{-1}$。虽然$λ_{\rm Mn_3Sn}$与早期研究一致,但$σ_{\rm{SH}}$的数量级更高,符号相反。过量的Mn,这改变了我们的薄膜中的费米能级,导致观察到的行为的基础上解释的行为。我们的研究结果表明,工程$σ_{\rm{SH}}$的Mn $_3$ Sn膜的技术,采用Mn组合物的功能自旋电子器件。
2022-09-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.app-ph
Experimental evidence for competition of antiferromagnetic and ferromagnetic correlations in HgCr2S4
详细研究了正常尖晶石HgCr2S4的多晶和单晶样品。结构细化揭示了原子位移的增强值,表明接近结构不稳定性。磁化,电子自旋共振和比热研究文件强铁磁波动接近50 K和复杂的反铁磁秩序在TN = 22 K的发生。我们发现了非常非常规的行为类似于非共线反铁磁体和软铁磁体的性质依赖于温度和磁场。即使很弱的外部磁场也会干扰反铁磁有序,并强烈增强铁磁关联。电导率表现出非单调的温度行为和金属到绝缘体的转变,在80 K远高于磁转变的绝缘字符。所观察到的异常有关的键挫由于竞争的Cr离子之间的磁交换相互作用。
2006-03-13 cond-mat.mtrl-sci
Large unconventional anomalous Hall effect arising from spin chirality within domain walls of an antiferromagnet EuZn$_2$Sb$_2$
本研究在共线反铁磁体 EuZn$_2$Sb$_2$ 中发现巨大非传统反常霍尔效应,并通过输运标度与计算将其归因于磁场倾斜 Eu 磁矩时畴壁内产生的标量自旋手性。
2024-02-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Computational search for materials having a giant anomalous Hall effect in the pyrochlore and spinel crystal structures
通过计算筛选448种烧绿石和尖晶石组分,预测92种稳定、13种铁磁,并发现11种具有巨大反常霍尔效应的候选材料,其中Ag2Pt2O7在优化费米能级后AHA达0.405,为自旋电子学材料设计提供路线图。
2025-09-11 cond-mat.mtrl-sci
Diagonal and off-diagonal thermal conduction with resonant phonon scattering in $Ni_3TeO_6$
声子和磁振子之间的耦合在磁性材料中普遍存在,并且在磁性的许多方面起着至关重要的作用,最显著的是在自旋电子学中。然而,这个学术和技术上有趣的问题仍然对某些材料中的问题的普遍理解构成了严峻的挑战。我们报告,Ni 3 TeO 6表现出明显的磁振子-声子耦合的纵向热导率($κ_{xx}$)和热霍尔系数($κ_{xy}$)的证据。Debye-Callaway模型是声子热传导的唯象描述,可以解释$κ_{xx}(H)$的磁场依赖性:顺磁相自旋涨落引起的声子散射和共线反铁磁相磁振子-声子耦合引起的附加散射。我们进一步建议,一个类似的方法可以应用到理解有限的$κ_{xy}$值在$Ni_3TeO_6$。
2022-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Pressure tuning of the anomalous Hall effect in the chiral antiferromagnet Mn3Ge
报道了手征反铁磁体Mn $_3$ Ge中巨反常霍尔效应(AHE)的压力演化.源于Mn $_3$ Ge中的非零Berry曲率的AHE可以通过施加静水压力来连续调谐。在室温下,霍尔信号改变符号作为压力的函数,并完全消失在$p=1.53$ GPa。即使霍尔电导率在增加压力时改变符号,在2.85 GPa下的23 ${\rm Ω^{-1}cm^{-1}}$的室温饱和值也非常高,并且与在环境压力下的约40 ${\rm Ω^{-1}cm^{-1}}$的饱和值相当。霍尔电导率的变化可以直接与非共线三角形磁结构中Mn矩的面内分量的大小的逐渐变化相关联。因此,我们的研究结果提供了一种调谐的手征反铁磁锰$_3$锗的AHE的路线。
2020-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Design strong anomalous Hall effect via spin canting in antiferromagnetic nodal line materials
磁性和拓扑电子结构之间的相互作用为设计强反常霍尔效应(AHE)材料提供了很大的自由度。能带反转产生的节线是产生强AHE的典型能带结构。然而,在大多数共线反铁磁体中,由于$TO$的联合对称性(其中$T$和$O$分别是时间反演和空间群操作),布里渊区的Berry曲率积分被强制为零.即使具有反向能带结构,这种AFM也不能具有AHE。因此,到目前为止,由自旋简并带构成的AFM节线能带结构在AHE材料中还没有得到太多的关注。在这项工作中,我们说明,这种能带结构确实提供了一个有前途的起点,产生强的局部Berry曲率的扰动,因此,强内禀AHE。在具有反转能带结构的$A$ MnBi $_2$($A$ =Ca和Yb)的特定AFM化合物中,我们发现了由弱自旋倾斜引起的强AHE,并且由于能带结构中的节线,异常霍尔电导率随着倾斜角的增加而保持增长。由于这种自旋倾斜可以通过实验掺杂来调节,因此它提供了另一种有效的策略来产生和操纵强AHE
2021-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Nernst effect in the noncollinear antiferromagnet Mn$_5$Si$_3$
本文测量非共线反铁磁体 Mn$_5$Si$_3$ 单晶的反常能斯特效应,发现25 K以下零场信号变号,并伴随霍尔信号与剩余磁化下降,归因于低温磁矩重排。
2024-05-06 cond-mat.mtrl-sci
Switchable in-plane anomalous Hall effect by magnetization orientation in monolayer $\mathrm{Mn}_{3}\mathrm{Si}_{2}\mathrm{Te}_{6}$
本研究预测了单层Mn3Si2Te6中由磁化方向调控的可切换面内反常霍尔效应,为高能效自旋电子器件提供潜在平台。
2024-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Observation of the anomalous Nernst effect in altermagnetic candidate Mn5Si3
本研究在外延Mn5Si3薄膜中观测到显著的反常能斯特效应,尽管其净磁化很小,实验系数达微伏每开尔文量级,并通过密度泛函理论计算验证了贝里曲率机制。
2024-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab initio prediction of anomalous Hall effect in antiferromagnetic CaCrO$_3$
Institute of Scientific and Industrial Research, Osaka University(大阪大学科学工业研究所);Department of Precision Engineering, Graduate School of Engineering, Osaka University(大阪大学大学院工学研究科精密工程专攻)
研究通过从头计算预测反铁磁CaCrO3中的异常霍尔效应,揭示反铁磁序参数与铁磁序参数在非对称空间群中的相同不可约表示,导致k空间中非零 Berry 曲率,增强霍尔效应。
2023-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Symmetry-guided Design Principles for Spin Splitting and Hall Transport in Orthorhombic Altermagnetic Perovskites
Indian Institute of Technology Bombay(印度理工学院孟买分校)
本研究为正交Pbnm钙钛矿反铁磁体建立统一对称性框架,预测并验证铝磁自旋劈裂与异常霍尔效应,在LaTiO3和CaCrO3中实现显著霍尔电导率,为设计可调铝磁材料提供原则。
2026-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall transport in Mn$_{3}$Sn$_{0.5}$X$_{0.5}$C (X = Ge and Zn)
Indian Institute of Technology Mandi(印度理工学院曼迪分校);Center for Quantum Science and Technologies, Indian Institute of Technology Mandi(印度理工学院曼迪分校量子科学与技术中心)
研究通过Ge和Zn掺杂Mn$_3$SnC,发现其具有异常霍尔效应,并揭示了其来源于偏斜散射和 Berry 曲率机制。
2026-01-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Occurrence of chemically tuned spin-texture controlled large intrinsic anomalous Hall effect in epitaxial $Mn_{3+x}Pt_{1-x}$ thin Films
本文系统研究了外延Mn_{3+x}Pt_{1-x}薄膜中化学组分调控对非共线反铁磁自旋序和反常霍尔效应的影响,发现Mn掺杂可稳定T_1三角自旋序并显著增强拓扑驱动的内禀反常霍尔效应。
2025-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Spontaneous Anomalous Hall Effect in Two-Dimensional Altermagnets
本文通过自旋与磁群对称性分析及 MnPSe$_3$、MnSe 双层第一性原理计算,揭示二维交变磁体中产生自发面内反常霍尔效应的条件及其对 Néel 矢量的依赖。
2025-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci