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
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
Piezomagnetic Switching of Nonvolatile Antiferromagnetic States
Zhejiang Province Key Laboratory of Magnetic Materials and Application Technology, Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering, Chinese Academy of Sciences（中国科学院宁波材料技术与工程研究所）；School of Future Technology, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学未来技术学院）；Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf e.V., Institute of Ion Beam Physics and Materials Research（德累斯顿罗森多夫亥姆霍兹中心离子束物理与材料研究所）；Kyiv Academic University（基辅学术大学）；LSPM-CNRS UPR3407, Université Sorbonne Paris Nord（索邦巴黎北大学）；Materials Theory, ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院材料理论系）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Eastern Institute of Technology（东部理工学院）
本文提出利用压磁效应在三角Mn3Ir基记忆单元中实现非易失反铁磁态的确定性切换，通过交换偏置效应读出，克服了传统等温方法的局限，为开发节能记忆技术提供新途径。
2026-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Electric field switching of antiferromagnetic domains in YMn2O5: a probe of the multiferroic mechanism
我们采用中子球偏振法，以确定共存的反铁磁畴的性质和人口的多铁性YMn2O5。通过施加一个电场，我们证明了反转的电极化的结果在两种类型的面内畴，反转相互关联的粒子数反转。我们的结果与铁电性的交换收缩机制完全一致，并支持了一个统一的模型，即摆线有序是通过耦合到主磁序参量而诱导的.
2008-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Electrical switching of antiferromagnetic CoO | Pt across the Néel temperature
反铁磁自旋电子学中最重要的挑战之一是Néel矢量态的读出。在电开关实验中使用的高达10 $^8$ Acm $^{-2}$的高电流密度导致区分电信号的磁源和热源的困难。为了克服这个问题，我们提出了一个温度依赖性研究的横向电阻变化的开关实验与CoO| Pt器械。我们证明了提取的模式的自旋霍尔磁电阻的电流脉冲密度为$5 \times 10^7$ ACM $^{-2}$，是目前只低于内尔温度，并不遵循预期的热效应的趋势。这是令人信服的证据，证明信号的磁性起源，这是使用纯电子技术观察到的。我们通过在外部磁场中的补充实验证实了这些发现。这种方法可以允许确定用于切换反铁磁体的最佳条件，并且在没有成像技术可以应用于验证电信号的来源时非常有价值。
2022-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Electrical switching of antiferromagnetic Mn$_2$Au and the role of thermal activation
对具有特定对称性的反铁磁体的电操纵提供了创造新颖的反铁磁自旋电子器件的前景。这种装置旨在利用对外部磁场的不敏感性和反铁磁体固有的皮秒时间尺度的超快动力学。电开关反铁磁体的可能性，首先预测Mn2Au，然后在tetraxCuMnAs实验观察。在这里，我们报告的电气开关和检测的Neel顺序在Mn2Au外延膜。考虑到霍尔交叉器件中焦耳热效应的宏观热激活模型解释了开关幅度与电流密度和温度的指数关系，并观察到热激活在Neel顺序的重取向过程中起着关键作用.我们的模型分析表明，电设置尼尔状态是长期稳定的在室温下，铺平了道路，在存储器件的实际应用。
2018-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast laser driven ferromagnetic-antiferromagnetic skyrmion switching in 2D topological magnet
本文利用第一性原理、rt-TDDFT和原子自旋模拟，揭示了激光诱导单层CrInSe3发生显著电荷转移与磁交换切换，实现了二维拓扑磁体中铁磁至反铁磁斯格明子的超快反转，为拓扑磁性的超快控制提供了新方法。
2024-11-12 cond-mat.mtrl-sci
Direct imaging of current-induced antiferromagnetic switching revealing a pure thermomagnetoelastic switching mechanism
我们解开绝缘反铁磁体/重金属系统的电流感应磁开关的起源。我们利用并行传输和磁光测量图像的反铁磁畴在专门设计的NiO/Pt双层器件的开关。不同的电脉冲和器件几何形状揭示了相对于电流方向的切换的不同的最终状态。我们可以解释这些通过模拟的温度引起的应变，我们确定的热磁弹性开关机制结合热激发的起源，其中的最终状态定义的应变分布和热量是需要切换的反铁磁畴。我们表明，这样一个潜在的非常通用的非接触机制可以解释以前报道的相互矛盾的观察切换的最终状态，这是由于自旋轨道扭矩机制。
2020-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Symmetry-dictated switching of antiferromagnetic magnon transport in 2D multiferroics
School of Physics, State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University（山东大学物理学院晶体材料国家重点实验室）
研究通过多铁性与磁子几何相位耦合，实现反铁磁磁子传输的非易失切换，揭示了磁子 Berry 曲率调控机制。
2026-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Electrical 180o switching of Néel vector in spin-splitting antiferromagnet
本研究针对反铁磁存储器Néel矢量电翻转角度受限、不利于高密度集成的问题，提出带非对称能垒的自旋轨道矩翻转机制，在Mn₅Si₃中实现180°电翻转并制备出稳定读写的电控阻态反铁磁器件，推动相关器件实用化。
2024-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic sensitivity distribution of Hall devices in antiferromagnetic switching experiments
我们分析了用于测量磁阻效应的器件结构中的横向霍尔型电压上的局部磁自旋织构的复杂影响。我们发现一个高度本地化和不对称的磁灵敏度在八端的几何形状，经常用于电流感应开关实验，例如探测反铁磁材料。以反铁磁NiO/Pt的电流感应开关为例，基于直接成像观察到的畴开关模式，我们估计了与开关事件相关的自旋霍尔磁阻信号的变化。该估计与减去非磁性贡献之后的实际电数据相关。这里，具有根本不同的切换模式的三个测量几何结构之间的相关性的一致性强烈地指示了所测量和分析的电信号的磁源。
2022-01-05 cond-mat.mes-hall 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
Switching between Antiferromagnetic and Ferromagnetic Skyrmions in Two-Dimensional Magnets
Tsinghua University（清华大学）；Frontier Science Center for Quantum Information（量子信息前沿科学中心）；University of Regensburg（雷根斯堡大学）
通过应变调控磁相互作用，在二维Janus单层Cr2Ge2Te3S3中实现反铁磁与铁磁Skyrmion相的切换，揭示了应变诱导相变机制。
2026-04-02 cond-mat.mtrl-sci
Magneto-optical evidence for single-crystal-like magnetic switching of epitaxial antiferromagnetic LaFeO3 films
Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg（哈勒-维滕贝格马丁路德大学）；Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH（柏林亥姆霍兹材料与能源中心有限公司）；University of Potsdam（波茨坦大学）
利用纵向磁光克尔效应(MOKE)直接探测应变控制的外延LaFeO3薄膜的磁开关和畴过程，发现压缩应变薄膜呈现矩形磁滞回线和单畴剩磁，并证实畴壁控制开关行为。
2026-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Time-dependent multistate switching of topological antiferromagnetic order in Mn$_3$Sn
利用自旋-轨道矩对反铁磁有序的操纵为利用自旋电子器件中的反铁磁动力学提供了前所未有的机会。在这项工作中，我们研究了电流感应开关的磁八极矢量外尔反铁磁体Mn $_3$ Sn作为脉冲形状，字段，温度和时间的函数。我们发现，开关行为可以是双稳态或三稳态依赖于电流脉冲的时间结构。时间分辨霍尔效应测量表明，Mn $_3$ Sn开关通过两步退磁-再磁化过程引起的自加热超过几十ns的时间尺度，然后在自旋轨道转矩的存在下冷却。我们的研究结果揭示了开关动力学的Mn $_3$ Sn，并证明其开关速度的外在限制的存在。
2022-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
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
Anomalous Hall and Nernst effect switching via staggered rotation in a kagome antiferromagnetic semimetal
针对非共线反铁磁体反常横向输运难以产生和调控的问题，提出自旋小交错旋转方法，在 Mn$_3$Sn 中实现 AHC 与 ANC 的产生、符号及数值切换。
2024-12-03 cond-mat.mtrl-sci
NiSi: New venue for antiferromagnetic spintronics
本研究发现单晶NiSi具有$T_{N} \u2265 700$ K的高温反铁磁性，且其磁滞和电滞响应的切换行为可维持至高温，为反铁磁自旋电子学提供了新的研究平台。
2023-03-20 cond-mat.mtrl-sci
Current-density-modulated Antiferromagnetic Domain Switching Revealed by Optical Imaging in Pt/CoO(001) Bilayer
本研究通过磁光双折射成像直接观察了Pt/CoO(001)双层中电流驱动的反铁磁畴切换，发现临界电流密度与CoO厚度无关且切换极性为n⊥j，证明热磁弹性效应占主导，并在更高电流密度下发现n//j的新切换模式，为反铁磁畴操控提供了新途径。
2024-04-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Efficient non-collinear antiferromagnetic state switching induced by orbital Hall effect in chromium
本文研究了Mn3Sn/Cr中由轨道霍尔效应诱导的反铁磁态电学切换，发现尽管Cr自旋霍尔角较小，其切换电流密度与重金属异质结构相当，且Cr中轨道电流高效转换为自旋电流，展示了轻金属作为高效轨道/自旋电流源的潜力。
2023-10-19 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
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
Ultrafast light switching of ferromagnetism in EuSe
我们表明，光的带隙共振的力量反铁磁的硒或EuSe进入铁磁排列在皮秒的时间尺度。一个光子产生一个电子-空穴对，其电子形成一个磁矩接近6,000玻尔磁子的超巨自旋极化子。通过增加光强度，整个样品可以被完全磁化。新的大的光致磁化机制的关键是巨大的增强的磁化率时，反铁磁和铁磁相互作用存在于材料中，几乎是相同的幅度，如EuSe的情况。
2018-03-13 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio study of magnetic Cu$_2$Sb compounds related to antiferromagnetic CuMnAs
Institute of Physics, Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）
该研究对共享四方Cu$_2$Sb型结构的50余种金属间化合物进行密度泛函理论计算，发现20多种新的反铁磁候选材料，为自旋电子学应用提供理论指导。
2026-09-23 cond-mat.mtrl-sci
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
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
Strongly nonlinear antiferromagnetic dynamics in high magnetic fields
Radboud University（拉德堡德大学）；Kotel’nikov Institute of Radioengineering and Electronics, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院科捷利尼科夫无线电电子学研究所）；National Research University “Moscow Power Engineering Institute”（国立研究型莫斯科动力学院）；Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）；High Field Magnet Laboratory (HFML – EMFL)（强磁场实验室（HFML-EMFL））；Saratov State University（萨马拉国立大学）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）
研究通过THz光和33T磁场调控NiO反铁磁体，展现大振幅非线性动力学，为超快反铁磁序共振切换奠定基础。
2022-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Electrochemically induced switching from antiferromagnetic spin-chain to frustrated spin-glass state in maple-leaf lattice Na2Mn3O7
通过电化学脱嵌调控Na2Mn3O7枫叶晶格，实现从一维反铁磁自旋链到阻挫自旋玻璃态的转变，为低维磁性与自旋电子学提供新平台。
2025-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetic Switching Driven by the Collective Dynamics of a Coexisting Spin Glass
反铁磁体电开关背后的理论是建立在一个定义明确的对称性破缺状态的存在上的，这个对称性破缺状态可以被旋转来编码信息。自旋玻璃在很多方面都是这种状态的对立面，其特征是几乎简并的磁配置的遍历景观，选择以似乎缺乏信息的方式冻结到这些分布中。在这项研究中，我们表明，共存的自旋玻璃和反铁磁秩序允许一种新的机制，以促进反铁磁体Fe $_{1/3+δ}$ NbS $_2$，这是植根于电刺激集体绕组的自旋玻璃的开关。自旋玻璃的局部织构打开了一个各向异性的相互作用通道，可以用来旋转反铁磁态的平衡取向。使用自旋玻璃的集体动力学来电操纵反铁磁自旋纹理以前从未被应用过，这为具有复杂磁性纹理的更多材料平台打开了反铁磁自旋电子学领域。
2020-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multiferroicity and 180$^\circ$ domain switching in LaFeO$_3$ via Antisite Defects
本文通过密度泛函理论计算发现，在非铁电反铁磁的LaFeO$_3$中引入Fe$_\mathrm{La}$反位缺陷可使其同时具备铁电性与亚铁磁性，实现极化耦合与180$^\circ$畴翻转。
2025-08-12 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
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
Thermal contribution to current-driven antiferromagnetic-order switching
本研究针对电流驱动反铁磁有序翻转中焦耳热的贡献问题，提出量化方法与解析模型，明确Mn3Sn八极矩翻转的临界温度与阈值电流规律，为反铁磁自旋电子器件设计及热效应评估提供指导。
2024-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
Direct visualization of antiferroelectric switching dynamics via electrocaloric imaging
大的电热耦合PbZrO 3允许使用高速红外成像可视化反铁电开关动态通过相关的温度变化。我们发现，在均匀的温度和厚度的陶瓷样品，开关是成核限制和快速，与设备响应在毫秒范围内。然而，通过引入厚度梯度，可以将动力学从成核限制改变为传播限制，由此单相边界像冷锋一样以c.a. 20厘米/秒。此外，在样品的两侧之间引入温度差使得能够在一侧上同时产生负电热效应并且在另一侧上同时产生正电热效应，从而产生Janus样电热响应。
2021-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetic Switching in Mn$_2$Au Using a Novel Laser Induced Optical Torque on Ultrafast Timescales
本研究提出利用激光诱导光学力矩在Mn$_2$Au反铁磁体中实现超快全光切换，通过交换增强效应实现皮秒级90/180度切换，并减轻过冲问题，可确定性切换单磁畴。
2023-11-16 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Switching Anomalous Hall and Nernst Responses by Nonmagnetic N Occupation at Fixed Noncoplanar Mn Antiferromagnetic Order
Hebei Normal University（河北师范大学）
本研究通过固定Mn反铁磁序、仅改变N亚晶格占据，展示了非磁性原子占据作为对称性控制参数，可调控反常霍尔和能斯特响应，实现零-有限-零演变，并在Mn4N中实现-126 S/cm的反常霍尔电导率。
2026-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Current-polarity dependent manipulation of antiferromagnetic domains
反铁磁体作为自旋电子器件中的有源元件具有许多有利的性质，包括超快动力学、零杂散场和对外部磁场不敏感。TetraxylCuMnAs是一个实验台系统，其中反铁磁序参量可以在环境条件下使用电流可逆地切换。在先前的实验中，正交的面内电流脉冲被用来诱导反铁磁畴的90度旋转，并演示了多端子几何结构中的全电存储器位的操作。在这里，我们证明了反铁磁畴壁可以被操纵，实现稳定和可重复的域的变化，只使用两个电接触。这是通过使用电流的极性来切换作用在反铁磁子晶格上的电流感应有效场的符号来实现的。所得的可逆域和域壁的重新配置使用X-射线磁性线性二色性显微镜成像，也可以检测到电。通过畴壁运动的切换可以在比相干畴切换所需的电流密度低得多的电流密度下发生。
2017-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Imaging the antiferromagnetic to ferromagnetic first order phase transition of FeRh
用X射线磁圆二色性和光电子显微镜研究了外延FeRh薄膜的反铁磁（AFM）到铁磁（FM）的一级相变。由于形状各向异性，FM相在面内被磁化，但磁晶各向异性可以忽略不计，并且没有优选的面内磁化方向。当加热通过AFM到FM相变时，FM相的成核发生在具有随机畴取向的许多独立成核位点处。这些畴随后对齐以形成最终的FM畴结构。我们没有观察到钉扎的FM域结构。
2013-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Studies of dc Current-Driven Switching in Py/N/Py magnetic nanopillars
我们提供了在室温和4.2K下基于坡莫合金（Py = Ni 84 Fe 16）的纳米柱中电流驱动开关的新数据，这些数据证实并扩展了先前发表的工作。我们目前的数据为非耦合和反铁磁耦合样品。后者证实了先前的结果为Co/Cu/Co。我们表明，插入足够强的自旋翻转散射到铜层消除滞后电流驱动的开关。这一结果可能会对理解电流驱动开关产生影响。
2003-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Angstrom-Scale Imaging of Magnetization in Antiferromagnetic Fe$_2$As via 4D-STEM
我们展示了一个计算工具和实验4D-STEM方法相结合的反铁磁Fe $_2$作为6埃的空间分辨率的本地磁矩图像。我们的技术利用反铁磁材料中常见的磁衍射峰来创建直接可视化磁晶格的成像模式。使用这种方法，我们表明，质心分析可以确定在垂直于电子束的路径的平面中的局部磁化分量。此外，我们开发的Magnstem，量子力学电子散射模拟代码，模拟电子散射的埃级探针从磁性材料。使用这些工具，我们确定了最佳的实验条件，分离弱磁信号从更强的相互作用的埃尺度探针与静电势。我们的技术应该是有用的，如在反铁磁材料的薄膜，界面和畴界，这是难以探测与现有的方法系统中的局部磁序的特征。
2022-11-18 cond-mat.mtrl-sci
Strain-driven switching between antiferromagnetic states in frustrated antiferromagnet UO2 probed by exchange bias effect
本研究通过UO2/Fe3O4双层膜的交换偏置效应，利用衬底应变调控单离子各向异性，实现受阻反铁磁体UO2中不同对称性反铁磁态的可逆切换，为自旋电子学应用提供新途径。
2023-10-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Magnetic imaging of antiferromagnetic domain walls
畴壁或自旋织构的控制对于反铁磁体的自旋电子学应用是至关重要的。尽管做了许多努力，但直接以纳米级分辨率观察反铁磁畴或畴壁一直是一个挑战，特别是在磁场中。在这里，我们报告磁成像的畴壁在几个单轴反铁磁体，拓扑绝缘体MnBi $_2$ Te $_4$家庭和狄拉克半金属EuMnBi $_2$，使用低温磁力显微镜（MFM）。我们的MFM结果揭示了更高的磁化率或净力矩的畴壁内比域。这些反铁磁体中的畴壁随机地形成，具有强的热和磁场依赖性。磁场中畴壁和畴结构的直接可视化不仅有助于探索拓扑反铁磁体的本征现象，而且为控制和操纵功能反铁磁体中的畴壁或自旋织构开辟了一条新的途径。
2019-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Theory and phase-field simulations on electrical control of spin cycloids in a multiferroic
摆线自旋序在多铁性中很常见。其中一个典型的例子是BiFeO3（BFO），它在室温下显示出大的极化和摆线反铁磁顺序。在这里，我们采用朗道理论和相场模拟来分析的极化和摆线反铁磁订单在BFO的耦合开关动力学。我们能够确定14种类型的过渡自旋结构之间的两个摆线和9个电场诱导的自旋转换路径。我们证明了电场诱导的摆线自旋波矢量的旋转，并发现2种类型的摆线自旋切换动力学：快速本地自旋翻转和波矢量的缓慢旋转。此外，我们还构造了路线图，通过多步施加电场实现任意两条旋轮线之间的切换。这项工作提供了一个理论框架的自旋摆线的唯象描述和基本的理解的开关机制，以实现电控制的磁秩序。
2021-01-25 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Switching of Antiferromagnets via Spin-transfer Torque
皮秒开关的交错反铁磁秩序被证明是可实现的，通过自旋转移扭矩从一个短的电流脉冲。亚晶格磁化的耦合动力学映射到一个经典的钟摆受到重力和驱动脉冲，开关发生，如果钟摆获得足够的动能在脉冲克服最大的有效重力势。通过开关角和磁损耗对电流脉冲宽度和强度的依赖关系，探讨了最佳开关方案。这里讨论的物理提供了一个通用的路线走向多功能太赫兹应用程序通过反铁磁材料中的自旋转移力矩。
2015-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetic insulatronics: spintronics in insulating 3d metal oxides with antiferromagnetic coupling
反铁磁过渡金属氧化物是在基于自旋的电子学的背景下建立并广泛研究的材料系统，通常用作基于交换偏置的存储器件中的无源元件。目前，由于最近对长距离自旋输运、电流诱导开关和太赫兹发射的观察，主要的兴趣已经恢复。因此，绝缘过渡金属氧化物现在被认为是新型自旋电子器件中活性元素的有吸引力的候选者。在这里，我们讨论了一些最有前途的材料系统，并强调了最近在读取和写入反铁磁有序的进展。本文旨在对反铁磁绝缘电子学领域的研究现状和未来发展方向进行综述。
2023-03-23 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
Real-space imaging of non-collinear antiferromagnetic order with a single spin magnetometer
虽然铁磁体是日常生活应用的核心，但其大的磁化强度和由此产生的开关能量成本使其是否适合可靠的低功率自旋电子器件成为问题。非共线的反铁磁系统则不存在这个问题，并且通常具有显著的额外功能：非共线的自旋序可以打破空间反转对称性，从而允许电场控制磁性，或者产生新兴的自旋轨道效应，这使得有效的自旋-电荷相互转换成为可能。为了利用这些独特的特性为下一代自旋电子学，纳米级的控制和成像能力，现在是常规的铁磁体必须开发的反铁磁系统。在这里，使用一个非侵入性的扫描纳米磁力计的基础上，一个单一的氮空位（NV）缺陷的金刚石，我们展示了第一个真实的空间可视化的非共线反铁磁秩序的磁性薄膜，在室温下。我们图像的自旋摆线的多铁性BiFeO $_3$薄膜和提取周期$\sim70$ nm，与宏观衍射确定的值一致。此外，我们利用磁电耦合存在于BiFeO $_3$操纵摆线传播方向的电场。除了突出的独特潜力的NV磁成像复杂的反铁磁订单在纳米尺度上，这些结果表明如何BiFeO $_3$可以被用作一个通用的平台，可重构的纳米自旋纹理的设计。
2020-11-24 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
Switching magnon chirality in artificial antiferromagnet
反铁磁体中的磁振子可以同时支持左手和右手的手征性，这为基于手征性的自旋电子学研究提供了新的思路。在这里，我们演示了人工反铁磁体中的磁振子手征的切换和读取。发现了反铁磁和铁磁特征共振模共存的现象，这使得磁振子手征调制具有很高的可调谐性。通过与手征相关的自旋泵浦以及自旋整流效应来实现手征的读取。我们的结果为处理磁振子手征性提供了一个理想的反铁磁平台，为基于手征性的自旋电子学铺平了道路。
2021-07-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Anomalies in the switching dynamics of C-type antiferromagnets and antiferromagnetic nanowires
反铁磁体（AFM）被广泛认为是优于铁磁体在自旋电子学，因为它们的高稳定性，由于极小的杂散场。因此，预期AFM的序参量应始终沿结晶各向异性的易轴排列。与此相反，传统的智慧，我们发现，原子力显微镜序参量开关远离易轴低于临界各向异性强度时，原子力显微镜是适当的定制成纳米结构。开关时间随阻尼的增加先减小后增大。在临界各向异性之上，AFM序参量是稳定的，并且在微波激发下进动。然而，即使对于低至0.01的磁阻尼，吸收峰也不在共振频率处。为了解决这些异常现象，我们首先确定了偶极相互作用的隐藏作用，重建纳米系统的能量景观，并提出了一个阻尼非线性摆模型来解释开关行为。在这个框架中，第二个异常出现时，AFM是接近欠阻尼和过阻尼阶段之间的边界，其中所观察到的吸收线形具有小的品质因数，因此是不可靠的。研究结果对利用共振技术提取磁参数具有重要意义。
2019-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photocurrent Imaging of Multi-Memristive Charge Density Wave Switching in Two-Dimensional 1T-TaS2
原子级薄的1 T-TaS 2的输运研究已经证明了在近相称（NC）到相称（C）电荷密度波（CDW）转变中存在中间电阻态，其可以进一步电切换。虽然这为忆阻器应用中的材料提供了令人兴奋的机会，但切换机制仍然难以捉摸，并且可能归因于在1 T-TaS 2薄片上形成不均匀的C和NC域。在这里，我们提出了同时电驱动和扫描光电流成像的CDW在1 T-TaS 2使用垂直异质结构的几何形状。虽然微米尺寸的CDW域形成时，改变温度，电驱动的转变导致在很大程度上均匀的变化，表明后者的中间电阻状态可能对应于真正的亚稳态CDW状态之间的NC和C相，然后我们解释的自由能分析。此外，我们能够在不改变样品温度的情况下跨多个CDW状态执行可重复和双向切换，这表明原子级薄的1 T-TaS 2可以进一步用作鲁棒和可逆的多忆阻器材料。
2020-09-21 cond-mat.mtrl-sci
Current-induced switching of thin film $α$-Fe$_2$O$_3$ devices imaged using a scanning single-spin microscope
在反铁磁绝缘体中的Néel顺序的电开关是理想的存储器应用的基础。与通过自旋轨道力矩电驱动的铁磁序切换不同，反铁磁序的电切换仍然知之甚少。在这里，我们研究了低场磁性能的30 nm厚，c轴取向的$α$ O $_3$霍尔器件使用金刚石氮空位（NV）中心扫描显微镜。利用$α$ $_2$ O $_3$的倾斜矩作为其Néel矢量上的磁柄，我们施加饱和面内磁场以创建已知的初始状态，然后让该状态在低场中松弛以用于磁成像。我们对初始化场的不同面内方向重复此过程。我们发现，磁场图像的特征是沿着$[\bar{1}\bar{1}20]$和$[11\bar{2}0]$的磁场具有更强的磁纹理，这表明尽管预期具有3倍磁晶各向异性，但我们的$α$ O $_3$薄膜具有总体面内单轴各向异性。我们还研究了$α$ -Fe $_2$ O $_3$中的电流诱导磁序开关。我们发现，开关的器件的分数取决于电流脉冲的持续时间，幅度和方向相对于初始化字段。具体地说，我们发现，开关是最有效的电流沿初始化字段的方向施加时。
2022-10-12 cond-mat.mtrl-sci
