Chirality-Selective Phonon Pumping by Ferroelectric Dynamics
RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（RIKEN 涌现物质科学中心）；Institute for Materials Research, Tohoku University（东北大学材料研究所）
本研究提出通过相邻铁电体的电极化进动，在普通电介质中高效产生手性选择性声子，为电控手性声子学及自旋电子功能提供了通用途径。
2026-08-27 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
Efficient spin accumulation carried by slow relaxons in chiral tellurium
研究发现在手性碲晶体中，Fermi表面的自旋-动量纠缠产生慢relaxon，主导自旋与轨道角动量积累，实现50%高转换效率与长自旋寿命，解决了自旋长距离传输难题。
2024-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Skyrmion Sliding Switch in a 90-nm-Wide Nanostructured Chiral Magnet
Hefei Normal University（合肥师范学院）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；Anhui University（安徽大学）
通过利用90纳米宽磁性纳米结构中的Skyrmion边缘吸引力相互作用，实现了一种基于Skyrmion滑动的二进制开关，展示了在三维拓扑自旋电子器件中的应用潜力。
2025-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electrically tunable spin polarization of chiral edge modes in a quantum anomalous Hall insulator
在量子反常霍尔效应中，手征边缘模有望无耗散地传导自旋极化电流，从而在未来的低能耗电子学和自旋电子学中具有巨大的前景。然而，在实验中从未建立手征边缘模的自旋极化。本文基于第一性原理计算建立的有效模型和更接近实际的紧束缚模型，从理论上研究了量子反常霍尔效应中手征边缘模的自旋极化.我们发现自旋极化可以通过调节局部栅电压或费米能级来控制。我们还建议通过将量子反常霍尔绝缘体与铁磁（FM）引线接触来提取手征边缘模式的自旋信息。手征边缘模自旋极化的建立，以及完全电学的操控和探测，将为量子反常霍尔效应在自旋电子学中的应用铺平道路。
2016-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Single-molecule junctions map the interplay between electrons and chirality
本研究利用基于helicene分子的单分子结同时实现磁二极管和自旋阀功能，揭示了原子尺度下电子角动量与磁场、电子自旋与手性介质的两种相互作用，为自旋电子学提供了新方法。
2024-08-22 cond-mat.mes-hall
Real Space Imaging of Spin Scattering in Chirality-Induced Spin Selectivity
Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST)（蔚山科学技术院）；Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter（物质结构与动力学马普研究所）
本研究通过反射磁性圆二色性测量，首次实空间成像了手性碲纳米线器件中的自旋极化分布，揭示其与电流线性相关且可随方向反转，为理解CISS机制提供了直接证据。
2025-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral Phonon Activated Spin Seebeck Effect
自旋极化的有效产生是自旋电子学的中心焦点。在磁性材料中，自旋电流可以通过传统的自旋塞贝克效应从热流中产生。近年来，具有确定旋向和角动量的手征声子也在多个研究领域产生了深远的影响。本文从温度梯度下手征声子的非平衡分布入手，在没有磁序和自旋轨道耦合的手征材料中发现了一种新的自旋选择性效应--手征声子激活的自旋塞贝克（CPASS）效应。声子阻力和带输运的贡献，CPASS系数计算的基础上玻尔兹曼输运理论。通过CPASS效应的自旋累积随温度梯度二次增加，并且随化学势调制而变化，从而使得能够高效且可调谐地产生自旋。CPASS效应为手性诱导的自旋选择性效应提供了一个有希望的解释，并为设计基于双手性材料的先进自旋电子器件提供了机会。
2022-03-19 cond-mat.mes-hall
Detecting chirality in two-terminal electronic devices
自旋电子学的核心是电子电荷和自旋电流之间的相互转换，这可能来自手性诱导的自旋选择性（CISS）效应。CISS通常被研究为包含手性（分子）组分和铁磁体的双端（2T）电子器件中的磁阻（MR）。然而，缺乏对何时以及如何发生MR的基本了解。在这里，我们揭示了一个基本的机制，产生这样的MR的非线性响应。它需要能量依赖的传输和设备内的能量弛豫。MR的符号取决于手性、载流子类型和偏置方向。此外，我们揭示了如何CISS可以检测到在无磁2T设备的线性响应制度，无论是通过形成一个基于手性的自旋阀使用两个或更多的手性组件，或通过汉勒自旋旋进的设备与一个单一的手性组件。我们的研究结果为基于手性的自旋电子器件和技术提供了工作原理和设计指导。
2020-03-05 cond-mat.mes-hall
Synchronization of chiral vortex nano-oscillators
自旋电子振荡器在射频通信和神经形态计算中的潜在应用推动了其发展。在这项工作中，我们提出了一个自旋电子振荡器的基础上的手征耦合的磁性薄膜图案的各向异性。将面内磁化圆盘压印在面外磁化平板上，振荡器在圆盘中呈现出类似极涡的磁结构，并通过强的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用稳定。通过微磁学模拟，我们调查其振荡特性下施加的自旋电流，并通过放置在附近的振荡器的合奏，我们证明了它们的同步与不同的共振频率。最后，我们展示了它们在神经形态计算中的潜在应用，使用具有六个振荡器的网络。
2021-06-04 cond-mat.mes-hall
Electric-Field-Controlled Antiferromagnetic Spintronic Devices
近年来，反铁磁自旋电子学领域取得了实质性的进展。电场控制是通过抑制焦耳热来实现超低功率自旋电子器件的一种很有前途的方法。本文综述了近年来反铁磁自旋电子器件的研究进展，包括利用应变、离子液体、电介质材料和电化学离子迁移对反铁磁自旋电子器件进行电场调制。各种新兴的主题，如尼尔自旋轨道力矩，手征自旋电子学，拓扑反铁磁自旋电子学，各向异性磁阻，存储器件，二维磁性，和磁离子调制反铁磁体进行检查。总之，我们设想了实现高质量的室温反铁磁隧道结，反铁磁自旋逻辑器件和人工反铁磁神经元的可能性。预计这项工作提供了一个适当的和前瞻性的视角，将促进这一领域的快速发展。
2021-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Spin-Orbit Torque Driven Chiral Domain Wall Motion in Mn3Sn
本研究报道了Mn3Sn中由自旋轨道矩驱动的快速手性畴壁运动，揭示了其运动机制并强调需用反铁磁框架而非铁磁框架来定量研究该现象，为自旋电子器件集成提供指导。
2024-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bimeron Clusters in Chiral Antiferromagnets
磁偶子是磁skyrmion的平面拓扑对应物。尽管拓扑等价，它们的静力学和动力学可能是不同的，使它们从物理学和自旋电子学应用的角度都很有吸引力。本文研究了具有界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的反铁磁（AFM）薄膜，并引入AFM双分子团簇作为一种新的拓扑准粒子。双分子表现出高电流驱动的流动性作为一般的AFM孤子，同时具有各向异性和相对论动力学激发的电流与平面内和平面外的偏振，分别。此外，这些自旋纹理可以吸收其他双孤子或集群沿平移方向获得广泛的Néel拓扑数。聚簇涉及到拓扑结构的重新排列，并引起静态和动态性质的显著变化。原子力显微镜双分子团簇的优点揭示了一个潜在的路径，统一多位数据的创建，传输，存储，甚至在同一材料系统的拓扑计算，并可能刺激创新的自旋电子器件，使新的数据操作范例。
2020-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of tunable chiral spin textures with nonlinear optics
Aalto University（阿尔托大学）；Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；Peking University（北京大学）；Seoul National University（首尔国立大学）
通过非线性光学研究CrPS₄中的可调自旋纹理，揭示其强非线性光学响应，为自旋光子学和自旋电子学提供新平台。
2025-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Chirality-dependent spin current generation in a helimagnet: zero-field probe of chirality
在磁性织构中，传导电子的自旋被迫与局域磁矩对齐。因此，磁织构的拓扑结构以非平凡的方式影响电子动力学。一个典型的例子是具有有限自旋手征的非共面自旋织构中的拓扑霍尔效应。当电子在非共面自旋织构中传播时，电子获得Berry相位，并且它们的运动被偏转，就好像它们在磁场中一样。在这里，我们报告了一个独特的Berry相位效应在共面helimagnet：自旋力矩的传导电子极化下的电流取决于helimagnet的手性。累积的自旋极化作为自旋电流的来源，并且手征性可以通过逆自旋霍尔机制来检测。该功能使我们能够在没有磁场的情况下读出手性，因此为未来基于helimagnet的自旋电子学铺平了道路。
2022-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Skyrmion instabilities and distorted spiral states in a frustrated chiral magnet
磁skyrmion是最近产生的兴趣作为候选人的未来自旋电子器件的skyrmion小尺寸，增强的拓扑稳定性，和/或相互作用的粒子状的拓扑激发。在这里，我们研究孤立的skyrmions在一个沮丧的手征磁铁与竞争Dzyaloshinskiii-Moriya和沮丧的交换相互作用的性质。我们表明，skyrmion的大小急剧下降，即使是小值的竞争稳定机制。Skyrmion相互作用仍然吸引，因为是固有的挫折skyrmion，但值的Dzyaloshinskii常数调节的相互作用潜力的最小值的数量。此外，所构建的相图手性helimagnet包含一个扭曲的螺旋状态，可以被认为是螺旋和圆锥形的一维调制之间的缓冲区。所阐述的概念可以进一步增强自旋电子器件的功能。特别是，相对于锥形状态的skyrmions的受控不稳定性允许获得双分子状结构。此外，我们的结果提供了物理洞察的手征状态的磁系统，例如，在MnSi $_{1-x}$ Ge $_x$中。
2019-06-12 cond-mat.mes-hall
The role of gauge symmetry in spintronics
在这项工作中，我们采用场论的方法来解释自旋电子学中的非保守自旋电流的性质。特别地，我们考虑了经典水平上电磁场的通常U（1）规范理论，得到了包含自旋流和自旋转移矩的破缺连续性方程。受A.弗内斯湾L. Gyorffy和P. Weinberger在他们根据相对论量子力学得到这样的方程的地方，我们根据场论中众所周知的电流如Bargmann-Wigner电流和手征电流将他们的结果形式化。因此，自旋电子学的解释提供了诺特电流（保守或不）和电磁的对称性。事实上，目前的工作的主要结果是，自旋流的不守恒是与物理观测量的规范不变性的破缺项是成比例的手征电流。此外，我们推广了他们的结果，包括作为一个动力场的电磁场，而不是外部的。
2011-08-31 cond-mat.mes-hall hep-th
Topological chiral magnonic edge mode in a magnonic crystal
拓扑相在物理学的各个领域都有广泛的应用，如自旋电子学、光子学、液氦、关联电子系统和冷原子系统。这导致了拓扑能带绝缘体、拓扑光子晶体和拓扑超导体/超流体等新兴材料的出现。在本文中，我们提出了一种拓扑磁振子晶体，它提供了受保护的手征边缘模式的静磁自旋波。基于线性化的Landau-Lifshitz方程，我们证明了具有偶极相互作用的磁振子晶体获得非零Chern整数的自旋波体模带。我们认为，这样的磁振子系统伴随着相同的整数数目的手征自旋波边缘模式的带隙内的体积模式带。在这些边缘模式中，自旋波以单向方式传播而不会向后散射，这实现了新颖的容错自旋电子器件。
2013-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Chirality-Induced Magnet-Free Spin Generation in a Semiconductor
该研究在n掺杂GaAs中通过金电极和手性分子单层注入电流，利用手性诱导自旋选择性实现无磁自旋积累，并以汉勒效应验证，为无磁半导体自旋电子学提供了新方案。
2024-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Synthetic chiral magnets promoted by the Dzyaloshinskii-Moriya interaction
设计纳米级磁体组件中的相互作用的能力是人工自旋系统和自旋电子技术发展的核心。随着薄膜磁性中Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction，Dzyaloshinskii-Moriya interaction）的出现，人们开辟了通过强手性相互作用耦合纳米磁体的新途径，这是对已建立的偶极和交换耦合机制的补充。在这方面，我们回顾了最近的进展，在工程上的合成磁体耦合层间和层内磁。我们展示了如何多层手征磁性结构和二维合成反铁磁体，skyrmions，和人工自旋系统可以实现通过同时控制的磁和磁各向异性。此外，我们表明，与电流感应自旋轨道转矩的组合，合成磁性元件的无场开关，以及全电畴壁逻辑电路。
2020-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chirality-induced Phonon-Spin Conversion at an Interface
本研究探讨手性绝缘体中非平衡手性声子向相邻金属的自旋注入机制，推导界面自旋注入速率的微观公式，揭示手性声子产生自旋电流的微观起源，为无重元素自旋电子器件的研发提供新方向。
2024-11-04 cond-mat.mes-hall
Chiral Phonons in 2D Halide Perovskites
Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）；University of Twente（特文特大学）
研究通过机器学习力场证实二维卤化物钙钛矿中存在手性声子，揭示其在热电流和自旋电流中的作用机制，为探索声子、电子、自旋电子和热性质的相互作用提供了新平台。
2025-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-driven dynamics of chiral ferromagnetic domain walls
在大多数铁磁体中，磁化从一个域旋转到下一个域，没有优先旋向性。然而，破缺的反转对称性可以提升手征简并性，通过Dzyaloshinskiiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction）导致拓扑丰富的自旋纹理，如自旋螺旋和skyrmions。在这里，我们表明，在重金属和氧化物之间夹着的双金属铁磁体，双金属稳定手性畴壁（DW）的自旋纹理，使非常有效的电流驱动的运动。我们发现，自旋霍尔效应的自旋力矩驱动DW在相反的方向在Pt/CoFe/MgO和Ta/CoFe/MgO，这可以解释只有当DW假设一个Néel配置与左手手性。我们直接确认DW的手征性和刚性通过检查电流驱动的DW动力学与磁场施加垂直和平行于自旋螺旋。这项工作解决了有争议的实验结果的起源，并突出了一个新的途径，界面设计的自旋电子器件。
2013-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theoretically proposed controlled creation of Bloch-type skyrmions with spin-orbit torque in a chiral-ferromagnet/heavy-metal heterojunction
本文从理论上阐明传统磁性双层异质结构中自旋轨道矩产生斯格明子困难的原因，提出采用手性铁磁层承载Bloch型斯格明子的方案，并通过微磁学模拟证明垂直自旋流可可控产生Bloch型斯格明子，为斯格明子自旋电子器件提供新平台。
2025-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Chiral dual spin currents field-free perpendicular switching by altermagnet RuO2
Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences（中国科学院半导体研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Fert Beijing Institute, MIIT Key Laboratory of Spintronics, School of Integrated Circuit Science and Engineering, Beihang University（北京航空航天大学集成电路科学与工程学院，微电子器件与集成教育部重点实验室（注：Fert Beijing Institute 通常指冯·贝特曼北京研究院，MIIT Key Laboratory of Spintronics 为工业和信息化部自旋电子学重点实验室，School of Integrated Circuit Science and Engineering 为集成电路科学与工程学院，Beihang University 为北京航空航天大学））；Southwest Institute of Technical Physics（西南技术物理研究所）
利用RuO2异磁体实现无场垂直磁化翻转，通过手性双自旋电流调控磁化动态，展现低功耗高效率的自旋电子新方法
2025-12-30 cond-mat.mes-hall
Spintronics with magnetic nanomolecules and graphene flakes
我们展示了如何有效地调节纳米物体的磁化。考虑了几种类型的纳米系统：磁性纳米分子，磁性纳米团簇，极化纳米分子和磁性石墨烯。这些纳米物体和由它们组成的结构具有许多共同的特性，主要区别在于粒子相互作用的类型。控制自旋动力学的可能性对于自旋电子学来说很重要。
2016-02-22 cond-mat.mes-hall
Supercurrent-induced Skyrmion dynamics and Tunable Weyl points in Chiral Magnet with Superconductivity
最近的研究表明，超导性为自旋电子学提供了新的视角。我们研究了由s波超导体和立方手征磁体组成的异质结构，它可以稳定拓扑自旋织构，即skyrmion。我们提出了一个超导引起的自旋力矩，起源于自旋轨道耦合，我们表明，自旋力矩可以驱动一个skyrmion在一个有效的方式，减少焦耳加热。我们还研究了Bogoliubov准粒子的能带结构，并证明了Weyl点的存在，其位置可以由磁化方向控制。这导致在自旋织构存在下作用于准粒子的有效磁场。此外，外尔锥的倾斜也可以通过自旋轨道耦合的强度来调节，我们提出了一种可能的实现II型外尔点。
2016-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chirality induced spin selectivity in chiral crystals
本文研究高电导、含本征SOC的手性晶体，发现电子输运中存在随厚度演化的自旋与轨道极化，并伴随强电磁手性各向异性。
2024-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Universal chiral-triggered magnetization switching in confined nanodots
自旋轨道相互作用正迅速成为实现高效电流控制自旋电子器件的关键。大量的工作集中在重金属/铁磁体界面处的自旋轨道耦合在产生电流诱导的自旋轨道力矩中的作用。然而，自旋-轨道衍生的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction）对这些材料中自旋织构的强烈影响现在变得越来越明显。最近的报道表明，DMI稳定的纯手性畴壁（DW）可以通过来自自旋霍尔效应的自旋扭矩以高效率驱动。然而，电流诱导的磁化翻转的影响的双金属还没有被探索，也尚未得到很好的理解，部分原因是在纳米尺寸的限制样品中的自旋扭矩和自旋织构的解缠的困难。在这里，我们研究的磁化反转的垂直磁化的双量子点，并表明，开关机制的强烈影响的双量子点，这促进了一个普遍的手性非均匀反转，即使是在纳米尺度的小样品。我们发现，超快电流感应和场感应磁化翻转包括局部磁化反转与畴壁成核，然后沿样品的传播。这些发现，在传统材料中看不到，为理解和利用新兴自旋电子学应用的手性磁性提供了重要的见解。
2015-06-09 cond-mat.mes-hall
Higher-dimensional spin selectivity in chiral crystals
本文通过模型分析与 InSeI 第一性原理模拟，揭示手性晶体中螺旋轴手性诱导自旋轨道耦合与法平面 ASOC 的相互作用，并结合实验合成高质量 InSeI 晶体，证明通过降维或应变调控可实现高维自旋选择性，为自旋电子器件提供新途径。
2023-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Efficient Magnetic Spin-Filtering and Persistent Spin-Currents in Lifshitz-Transitioned Altermagnets: A Route to Open-Orbit Spintronics
National Cheng Kung University（國立成功大學）；Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科學院）
本文通过二维交替磁体中的同伦Lifshitz转变，创建了几何保护的自旋选择性开放通道，实现了高效磁自旋过滤、手性可调的自旋持久电流等磁输运效应，为拓扑自旋电子学提供了新平台。
2026-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Monopole-like orbital-momentum locking and the induced orbital transport in topological chiral semimetals
本工作揭示拓扑手性半金属（如RhSi和PdGa）中单极子轨道动量锁定纹理，并证明其产生大的轨道霍尔效应和巨大的手性依赖轨道磁电效应，为轨道电子学与对映体识别应用铺路。
2023-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral tunneling in single layer graphene with Rashba spin-orbit coupling: spin currents
研究了费米能量{ \varepsilon } > 0的二维无质量Dirac电子在单层石墨烯中通过高度为{u_0}的一维矩形势垒的前向散射.克莱因悖论在石墨烯自旋电子学中的作用由此暴露。结果表明：（1）当{ \varepsilon } - 2λ < {u_0}< { \varepsilon } + 2λ时，存在部分Klein隧穿，其中透射率以1为界，当λ > {λ_0} { \approx } 0.1 meV时，当散射能等于势垒高度{ \varepsilon }={u_0}时，透射率几乎为零。(2)自旋密度和自旋电流密度被证明是显着不同的，这些可观的预测在散装单层石墨烯。特别地，它们对λ和{u_0}敏感。(3)自旋电流密度是空间依赖性的，这意味着非零自旋扭矩密度的发生。这样的系统可以用作基于石墨烯的自旋电子器件，而不使用外部磁场或磁性材料。
2021-04-16 cond-mat.mes-hall
Spin Filtering with Poly-T Wrapped Single Wall Carbon Nanotubes
自旋滤波是自旋电子学中的一个基本操作，它允许产生和检测自旋极化载流子。在大多数情况下，过渡金属铁磁体被用作自旋过滤器，尽管它们的自旋过滤效率仅为约50%，从而限制了自旋电子器件的效率。最近，手性系统如DNA已被证明表现出有效的自旋过滤，这种现象通常被称为“手性诱导的自旋选择性”（CISS）。在这项工作中，我们考虑单壁碳纳米管螺旋缠绕单链聚T DNA。通过磁电阻测量，我们表明，该系统具有显着的自旋极化~ 80%，这可能是由于Rashba自旋轨道相互作用引起的反转不对称螺旋势的DNA。观察到的自旋极化大于之前报道的d（GT）15股。这样的系统允许通过化学手段定制自旋极化，并且还允许在没有任何磁性元件的情况下极其局部地产生和检测自旋极化，并且可以导致自旋电子器件和电路的极端小型化和紧凑集成。
2017-10-25 cond-mat.mes-hall
A new class of chiral materials hosting magnetic skyrmions beyond room temperature
Skyrmions是一种具有拓扑结构的涡旋状纳米自旋结构，由于其在电磁响应和自旋电子学中的应用而引起了人们的广泛关注。特别地，具有手性和立方/四方晶体结构的金属磁体可以具有高电势以容纳可以由低电流激励驱动的skyrmion。然而，迄今为止，对于金属手性磁体，特别是MnSi型B20化合物，Skyrmions的实验观察仅限于室温以下。对于技术应用，关键是要超越这一限制。在这里，我们证明了形成的skyrmions具有独特的自旋螺旋在室温和以上的立方手性磁体的家庭：β-Mn型钴锌锰合金与不同的手性空间群的B20化合物。洛伦兹透射电子显微镜（LTEM）、磁化强度和小角中子散射（SANS）测量明确地揭示了在施加磁场（H<~1 kOe）下以薄板（厚度<150 nm）和块状形式形成的skyrmion晶体。
2015-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoresistance in chiral systems driven by inter-band spin-orbit coupling
Institute for Quantum Life Science, National Institutes for Quantum Science and Technology (QST)（量子科学技术研究院量子生命科学研究所）
本文通过多带模型研究手性诱导自旋选择性中的磁电阻，发现带间自旋轨道耦合与在位库仑相互作用可产生超过25%的自旋极化，揭示了带间自旋轨道耦合的关键作用。
2026-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unconventional Spin Valve Based on Normal Metal/Chiral Molecule/Altermagnet Junctions
International Center for Quantum Materials, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院量子材料国际中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Hunan Key Laboratory for Super-microstructure and Ultrafast Process, School of Physics, Central South University（中南大学物理学院超微结构与超快过程湖南省重点实验室）
研究基于正常金属/手性分子/交替磁体结构建自旋阀，利用非平衡格林函数方法和朗道尔 - 布蒂克尔公式，揭示了自旋阀电导和磁阻特性，为开发高效、可控且无杂散场的自旋电子器件奠定基础。
2026-07-14 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Spin-selective transmission through a single-stranded magnetic helix
磁螺旋（MH）结构可以作为未来自旋电子器件的一个模型。利用构建可能的磁组态的优势，在本工作中，我们第一次调查自旋电子行为，尽我们所知，在螺旋几何与有限的磁序。电子的短程和长程跳跃之间的相互作用产生了许多重要的特征，这些特征被深入研究。有趣的是，我们看到MH表现出很强的手性诱导的自旋选择性效应，就像在手性分子中观察到的那样。最后，为了使模型更真实，我们还研究了螺旋动力学的影响。所有的结果都是有效的广泛的物理参数，这证明了我们的分析的鲁棒性。
2019-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Spin photovoltaic cell
自旋电子学旨在利用电子器件内部载流子的自旋自由度，在量子计算和无耗散互连方面具有巨大的潜力。理想情况下，自旋电子器件中的自旋电流应该由自旋电压发生器供电，该自旋电压发生器能够驱动自旋脱离平衡并产生两个空间上分离良好的具有相反自旋取向的种群。这样的发电机应该在室温下工作，与现有的半导体技术高度集成，并且既不与铁磁材料也不与外部施加的磁场一起工作。我们通过实现光电池的自旋电子等效物来满足这些要求。虽然后者在空间上分离光激发的电子和空穴电荷，我们的设备利用圆偏振光产生两个空间上定义良好的电子种群具有相反的自旋。这是通过调制进入具有图案化金属覆盖层（铂）的半导体（锗）的光波前的相位和振幅来实现的。这允许在半导体内部产生具有空间调制手性的光衍射图案，由于电偶极子选择规则，其局部激发自旋极化电子。
2014-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Imprinting electrically switchable scalar spin chirality by anisotropic strain in a Kagome antiferromagnet
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；National Institute of Science Education and Research（国家科学教育与研究中心）；Saha Institute of Nuclear Physics（萨哈核物理研究所）；Queen Mary University of London（伦敦大学玛丽女王学院）
通过各向异性应变调控Mn₃Sn的磁性基态，实现可用电场切换的标量自旋手性及反常霍尔效应，为自旋电子器件提供新功能。
2025-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Twisted light-induced spin-spin interaction in a chiral helimagnet
我们从理论上研究了光的轨道角动量如何影响手征磁序。在这里，我们考虑一个金属手征helimagnet，这是下的共振光学涡旋光束的稳态辐射。我们提出了一种新的考虑光学涡旋和电子之间的微观相互作用的局域自旋之间的相互作用。这种涡旋诱导的相互作用以与外部磁场完全不同的方式调制手征磁序。我们的自旋调制技术可能为未来的光自旋电子学器件创造一种独特的拓扑或手性结构铺平了道路。
2021-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.optics
Laser-Irradiated CrI$_3$: When Chiral Photons Meet Topological Magnons
绝缘蜂窝状铁磁体CrI $_3$由于其在无耗散自旋电子学中的潜在应用而引起了人们的广泛关注。最近，L. Chen等人[Phys. Rev. X ${\bf 8}$，041028（2018）]使用非弹性中子散射。这表明体相CrI $_3$具有很强的自旋-轨道耦合，其自旋哈密顿量应包含次近邻的Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）相互作用.受此实验的启发，我们研究了激光辐照下CrI $_3$中存在和不存在DM相互作用时的非平衡出射光子修饰拓扑自旋和热霍尔输运。我们表明，自旋激发可以被操纵到不同的拓扑相位与不同的陈数。最重要的是，我们表明，紧急光子打扮自旋和热霍尔响应可以切换到不同的迹象。因此，所产生的磁振子自旋光电流可以通过激光场来操纵，这在超快自旋电流产生中具有极大的兴趣，并且可以为CrI $_3$在拓扑光自旋电子学和光磁振子学中的未来应用铺平道路。
2019-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Noncollinear Spintronics and Electric-Field Control: A Review
我们的世界是由各种不同结构的材料组成的，其中自旋结构在当代信息技术的自旋电子器件中起着举足轻重的作用。除了传统的共线自旋材料，如共线铁磁体和共线反铁磁耦合材料，非共线自旋电子材料由于奇异的物理现象而成为研究的热点。本文首先介绍了两种非共线自旋结构，即：产生实空间Berry相的手征自旋结构和产生动量空间Berry相的共面非共线自旋结构，进而发展到这些非共线自旋系统中的拓扑霍尔效应、反常霍尔效应、多铁性、Weyl费米子、自旋极化电流和自旋霍尔效应等相关的新物理现象。随后，我们总结和阐述了非共线自旋结构的电场控制和相关的物理效应，这可能使未来的超低功耗自旋电子器件。在最后的展望部分，我们强调了实验检测理论预测的有趣自旋极化电流、验证无自旋轨道耦合情况下的自旋霍尔效应以及探索非共线反铁磁材料的各向异性磁电阻和畴壁相关磁电阻效应的重要性和可能途径。
2020-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Driving spin chirality by electron dynamics in laser-excited antiferromagnets
光学产生复杂的自旋织构是现代自旋电子学最令人兴奋的挑战之一。在这里，我们揭示了一个独特的物理机制压印自旋手性共线磁铁短激光脉冲。通过同时处理激光点燃的电子结构和磁序的演化，我们表明，它们的纠缠动力学可以导致出现准稳定的手征态。我们发现，激光驱动的手性不需要任何辅助的外部场或内在的自旋轨道相互作用存在，它可以生存在纳秒的时间尺度上，即使在存在的热涨落，这使得未被发现的机制相关的理解各种光学实验磁性材料。我们的发现为复杂的手征磁性与光的相互作用开辟了新的视角。
2022-01-16 cond-mat.mes-hall
Graphene bilayer and trilayer Moiré lattice with Rashba spin-orbit coupling
我们考虑扭曲的双层和三层石墨烯在Rashba自旋轨道耦合的存在下，并探讨摩尔自旋电子学的物理。电子电荷密度在魔角$θ_m$处有一个陡峭的台阶。结果，局部自旋观测值（极化和平衡自旋电流）具有作为扭转角$θ$的函数的尖峰（宽度约为1 $^\circ$的一小部分），以及在$θ_m$处的突然符号反转。因此，可以以前所未有的精度确定魔角。在第一手征极限，自旋电流消失，但在$θ_m$的特殊模式的极化仍然存在。与单层和/或{ \it非扭曲}双层石墨烯的自旋电子学相比，扭曲双层石墨烯在魔角处的自旋电子学的主要差异。因此，除了已经报道的在魔角扭曲双层石墨烯中的许多壮观的物理现象之外，在双电子自旋电子学中也出现了新的现象。
2022-07-27 cond-mat.mes-hall
Electric-field control of two-dimensional ferromagnetic properties by chiral ionic gating
The University of Tokyo（东京大学）；Kyoto University（京都大学）；RIKEN（理化学研究所）；Nagoya University（名古屋大学）
研究通过手性离子门控调控FeSi(111)薄膜二维铁磁性，揭示手性离子吸附对磁畴比的手性依赖影响，为手性自旋电子学提供新方法。
2025-07-28 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit interaction in chiral carbon nanotubes probed in pulsed magnetic fields
在脉冲磁场中测量了开口碳纳米管（CNT）-量子线的磁导。在低温下，我们发现一个特殊的分裂磁导峰接近电荷中性点。我们的数据分析表明，这种分裂是密切相关的自旋轨道相互作用和管的手征。能带结构计算表明，峰区电流具有很强的自旋极化性，这一点在未来的CNT基自旋电子器件中具有应用价值。
2010-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Chiral phonons induced from spin dynamics via magnetoelastic anisotropy
本文提出通过键依赖磁弹耦合在无面外磁化条件下诱导手性声子，揭示晶格对称性对手性的影响，并以三角晶格铁磁体为例展示面内磁场可调的手性与拓扑，为自旋电子学和声子学应用提供新思路。
2024-05-17 cond-mat.mes-hall
Oscillating chiral currents in nanotubes: a route to nanoscale magnetic test tubes
为了优化碳纳米管（CNT）风车的设计，并最大限度地提高手性电流产生的内部磁场，我们提出了分析结果的电子通量通过手性碳纳米管的群速度分量。手性电流表现出丰富的行为，甚至可以改变符号和振荡的电子的能量增加。我们发现，电子的横向速度和相关的角动量是一个最大的非金属碳纳米管的手征角为18 $^o$。因此，这种CNT是CNT风车的最佳选择，并且对于给定的纵向电流也产生最大的内部磁场。对于$10^{-4}$安培量级的纵向电流，这个场可以是$10^{-1}$特斯拉量级，这足以产生有趣的自旋电子效应和对自感的显著贡献。
2008-09-24 cond-mat.mes-hall
Chiral spin-transfer torque induced by curvature gradient
研究发现曲率梯度纳米线中的电流可产生手性自旋转移力矩，其作用依赖畴壁指向，并可影响自旋波等集体磁化模式，为自旋电子器件设计提供新机制。
2023-08-18 cond-mat.mes-hall
Tunneling between chiral magnets: Spin current generation without external fields
磁振子可以产生自旋电流，而标准的产生机制需要至少一个外场。由于这种机制通常应用于包括磁体和顺磁金属的多层系统，因此该系统不仅可以具有由自旋电流感生的电荷电流，而且可以具有由外场感生的电荷电流。后者是一种不必要的陪伴。在这里，我们表明，一个手征磁体之间的磁振子对隧道可以产生一个自旋电流，即使没有外部磁场。这种现象起源于分离的弱耦合手征磁体的磁振子对之间的相位差，并且本质上不同于使用磁振子玻色-爱因斯坦凝聚体的角度自由度的机制。由于缺乏Goldstone型的无隙激发，这对的隧穿在手征磁体中是可能的。这一现象为不需要任何外场并利用磁振子对隧穿的自旋电子学打开了大门。
2017-07-03 cond-mat.mes-hall
The chiral biquadratic pair interaction
磁相互作用支撑着物质的大量磁态，因此在基础物理学和未来的自旋电子学和量子计算设备中发挥着核心作用。Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用是手性的，由相对论效应驱动，导致高度非共线的自旋纹理的稳定，如skyrmions，由于它们的拓扑性质，它们是磁数据存储和处理元件的有前途的构建块。在这里，我们揭示和研究了一种新的手性对相互作用，这是Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的双二次等价物。首先，我们从微观模型中推导出这种相互作用及其指导原则。其次，我们研究了它的性质，在最简单的原型系统，磁性二聚体沉积在各种基板上，诉诸系统的第一性原理计算。最后，我们讨论了它的重要性和影响，不仅为磁性二聚体，但也为扩展系统，即一维自旋螺旋和复杂的二维磁结构，如nanoskyrmion晶格。
2019-02-25 cond-mat.mes-hall
Algebraic decay of the nonadiabaticity arising through chiral spin transfer torque in magnetic domain walls with Rashba spin-orbit interaction
通过求解磁畴壁内巡游电子的薛定谔方程，从理论上研究了无空间反演对称性的二维电子气系统的自旋转移矩.由于存在的Rashba自旋轨道耦合引起的破缺反转对称性，自旋转移扭矩是手性和nonadiabaticity，这是定义来衡量的非绝热，类场扭矩的相对重要性的绝热，阻尼类扭矩，表现出一个反幂律衰减的畴壁宽度的增加。这种代数衰减比在没有Rashba自旋轨道耦合的系统中观察到的指数衰减慢得多，并且可以在利用磁拓扑纹理（诸如磁畴壁和skyrmions）的自旋电子器件的创新设计中找到应用。
2020-06-01 cond-mat.mes-hall
Effects of spin-orbit coupling in a valley chiral kagomé network
该研究针对谷手性kagomé网络，构建唯象散射模型研究其能谱与磁输运，分析Rashba自旋轨道耦合的影响，发现其与晶格几何共同作用可改变磁电导周期性并产生共振，还发现可用于自旋电子器件的电导自旋极化效应。
2024-07-10 cond-mat.mes-hall
