Anomalous magnetoresistance in an antiferromagnetic Kagome semimetal heterostructures
研究通过引入Pt覆盖层的界面Dzyaloshinskii-Moriya相互作用，在FeSn薄膜中实现可调自旋纹理，观察到低磁场下的非传统阻尼振荡磁电阻行为，揭示了拓扑自旋纹理与磁电输运性质的关联。
2025-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall magnetoresistance in antiferromagnet/heavy-metal heterostructures
研究了重金属Pt和反铁磁绝缘体NiO双层异质结构薄膜中的自旋霍尔磁电阻效应。当旋转外部磁场在NiO的易平面，我们记录的纵向和横向电阻率的Pt层，并观察到一个振幅调制与自旋霍尔磁电阻。与共线亚铁磁体上的Pt相比，调制相移90°，并且其幅度随着磁场的大小而强烈增加。我们在一个综合模型中解释了所观察到的自旋霍尔磁电阻的磁场依赖性，并考虑了磁场引起的反铁磁体中畴结构的修改。通过这个通用模型，我们能够进一步估计反铁磁体中磁弹性耦合的强度。我们的详细研究表明，自旋霍尔磁电阻是一个通用的工具，调查的磁性自旋结构以及磁弹性效应，即使在反铁磁多畴材料。
2018-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Third Harmonic Characterization of Antiferromagnetic Heterostructures
反铁磁材料的电开关是自旋电子学的一个重要发展方向，它有望实现高速度、低能耗的有源反铁磁器件。在这一新兴领域，有一个积极的辩论机制的电流驱动的反铁磁体开关。谐波表征是研究重金属/铁磁体系中电流诱导自旋轨道矩和自旋Seebeck效应的有力工具。然而，谐波测量技术从未在反铁磁异质结构中得到验证。在这里，我们报告的第一时间谐波测量Pt/ $α$ -Fe $_2$ O $_3$双层膜，这是我们的高阶谐波电压的模型解释。与铁磁异质结构中所有的电流感应效应都出现在二次谐波信号中相比，Pt/ $α$ O $_3$中的类阻尼力矩和热致磁弹性效应贡献出现在三次谐波电压中.我们的结果为研究反铁磁材料的电流感生磁化动力学提供了一条新的途径，促进了反铁磁自旋电子器件的应用。
2021-12-24 cond-mat.mes-hall
Antisymmetric magnetoresistance in van der Waals Fe3GeTe2/graphite/Fe3GeTe2 tri-layer heterostructures
范德华（vdW）铁磁材料正在迅速成为下一代自旋电子器件的有效构建模块。当用非磁性vdW材料（诸如石墨烯和/或拓扑绝缘体）分层时，vdW异质结构可以被组装（不需要晶格匹配）以提供否则无法获得的器件结构和功能。我们报道了范德华异质结构Fe 3GeTe 2/石墨/Fe 3GeTe 2器件中迄今为止罕见的反对称磁电阻（MR）效应。与传统的巨磁电阻（GMR）的特点是由两个电阻状态，在这些vdW异质结构的MR功能不同的高，中，低电阻状态。这种独特的特征暗示了与以前观察到的不同的潜在物理机制。理论计算表明，这三个电阻的产生是由于石墨/FGT界面上的自旋动量锁定引起的自旋极化电流。我们的工作表明，从VDW材料组装的铁磁异质结可以表现出实质上不同的性质，在真空中生长的类似异质结所表现出的。因此，它突出了新的物理和新的自旋电子应用的潜力被发现使用VDW异质结构。
2019-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Emergence of electric-field-tunable interfacial ferromagnetism in 2D antiferromagnet heterostructures
本文研究 CrI3/CrCl3 二维反铁磁异质结，发现界面铁磁耦合诱导 CrCl3 产生面外磁序并提升临界温度，且利用结构反演对称性破缺实现电场对矫顽力的显著调控。
2024-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-equilibrium spin density and spin-orbit torque in three dimensional topological insulators - antiferromagnet heterostructure
研究了拓扑绝缘体-反铁磁体异质结构中的非平衡自旋密度和自旋轨道矩的行为。不像铁磁异质结构中的狄拉克锥是缺口由于时间反演对称性破缺，这里的狄拉克锥被保存。当输运能处于拓扑绝缘体表面能范围内时，我们证明了存在一个与阻尼转矩相对应的交错自旋密度，这对标量杂质是相当鲁棒的.我们显示的非平衡自旋密度的贡献，由于表面和散装拓扑绝缘体带。最后，我们发现拓扑绝缘体-反铁磁异质结构中的转矩具有角度依赖性，这与Rashba系统中的标准自旋轨道转矩一致，但界面耦合产生了一些额外的非线性效应.
2019-01-24 cond-mat.mes-hall
Nature of magnetotransport in metal/insulating-ferromagnet heterostructures: Spin Hall magnetoresistance or magnetic proximity effect
研究了反铁磁γ -IrMn_3/Y_3Fe_5 O_（12）（YIG）和Pt/YIG异质结的反常类霍尔效应（AHLE）和有效各向异性磁电阻（EAMR）。对于γ -IrMn 3/YIG，由于自旋霍尔磁阻（SMR）和界面反铁磁未补偿磁矩引起的磁邻近效应（MPE）之间的竞争，EAMR和AHLE电阻率随温度的变化而改变符号。与此相反，对于Pt/YIG的AHLE电阻率随温度变化的符号，而没有观察到的EAMR的符号变化。这是因为MPE和SMR分别在AHLE和EAMR中起主导作用。AHLE和EAMR作为一种新型的电磁性质，在解决金属/绝缘铁磁体异质结构中的MPE和SMR问题上发挥了重要作用。
2015-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On-chip all-electrical determination of the magnetoelastic coupling constant of magnetic heterostructures
本文提出一种片上全电学方法，利用压电基底和叉指换能器施加应变，通过横向电阻变化测定CoFeB磁异质结的磁弹耦合常数，并揭示其与薄膜堆叠结构及弹性质的关联。
2023-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear Magneto-Optical and Magnetoelectric Phenomena in Topological Insulator Heterostructures
与磁性层接触的三维拓扑绝缘体薄膜表现出有趣的磁光和磁电现象，但除了线性响应机制外，人们对它知之甚少。我们证明了平行于薄膜表面的两个电场的存在会引起垂直的AC极化，而通过施加单个圆极化电磁波可以引起静态极化。这些现象是由二阶磁化率，这也控制了异常霍尔电流调制的方式由一个垂直的AC电场。如果调制频率低，则霍尔效应在拓扑上被保护，并且非线性响应消失。
2013-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excitation and detection of coherent sub-terahertz magnons in ferromagnetic and antiferromagnetic heterostructures
相干高频磁振子（自旋波量子）的激发对高速磁振子器件的发展至关重要。在这里，我们计算演示了激发相干亚太赫兹（THz）磁振子在铁磁（FM）和反铁磁（AFM）薄膜的皮秒光声脉冲。分析计算也揭示了磁振子激发机制。通过自旋泵浦和自旋-电荷转换，这些磁振子可以将亚太赫兹电荷电流注入相邻的重金属膜，从而发射电磁（EM）波。使用一个动态相场模型，考虑耦合动力学的声波，自旋波，和EM波，我们表明，所发射的EM波保留了所有的子太赫兹磁振子模式的光谱信息，并具有足够大的幅度近场检测。这些预测表明，亚太赫兹磁振子的激发和检测可以实现在合理设计的FM或AFM薄膜异质结构，通过超快光泵太赫兹发射探测光谱。
2022-06-18 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Enhanced magnetoelectric coupling in two-dimensional hybrid multiferroic heterostructures
本文通过第一性原理计算预测CrCl3/CuCrP2S6范德华异质结具有增强且堆叠稳健的混合型多铁磁电耦合，并揭示其源于界面自旋局域场与邻近极化效应的协同作用。
2024-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrastrong magnon-photon coupling in superconductor/antiferromagnet/superconductor heterostructures at terahertz frequencies
Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；School of Physics, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学物理学院）；National Research University Higher School of Economics（国立研究型高等经济大学）
研究通过量子和经典视角预测在太赫兹频率下超导/反铁磁体/超导异质结构中实现磁子与光子超强耦合，通过磁场调控磁子模式与光子的耦合强度，并实现磁子极化子的高速传输。
2026-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Neel proximity effect in superconductor/antiferromagnet heterostructures
本文综述超导体/反铁磁异质结构中由尼尔磁序诱导产生的自旋三重态关联（尼尔三重态）的物理机制、性质及其在超导自旋电子学中的应用前景。
2024-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic control of superconducting heterostructures using compensated antiferromagnets
由于在界面处和体中都缺乏净磁化，具有补偿界面的反铁磁体可能看起来不能通过自旋自由度影响相邻超导体中的相变。我们在这里证明，这样的断言是不正确的，通过显示，接近耦合的补偿反铁磁层的超导铁磁异质结构引入了控制超导相变的可能性。超导临界温度实际上可以通过在界面平面内旋转单个铁磁层的磁化强度来调制，尽管在没有反铁磁层的情况下，系统在磁化强度的旋转下是不变的。此外，我们预测超导相变可以触发基态磁化的重取向。我们的结果表明，补偿反铁磁界面实际上是能够区分不同的自旋极化的三重态库珀对。
2021-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anisotropic magnetoresistance in topological insulator Bi1.5Sb0.5Te1.8Se1.2/CoFe heterostructures
拓扑绝缘体由绝缘体态和时间反转对称保护的二维表面态组成。表面态的特征之一是电子动量和自旋取向之间的锁定。本文报道了拓扑绝缘体Bi 1.5Sb 0.5Te 1.8Se 1.2/CoFe异质结构中一种新的面内各向异性磁电阻效应。为了解释这种新的效应，我们提出Bi1.5Sb0.5Te1.8Se1.2/CoFe异质结构由于自旋动量锁定而形成自旋阀或巨磁电阻器件。这种新型的面内各向异性磁电阻效应可以解释为Bi1.5Sb0.5Te1.8Se1.2/CoFe异质结构的巨磁电阻效应。
2012-12-20 cond-mat.mes-hall
A Narrowband Spintronic Terahertz Emitter based on Magnetoelastic Heterostructures
窄带太赫兹（THz）辐射是高分辨率光谱识别的关键，但飞秒（fs）激光驱动的窄带THz源仍然很少见。在这里，计算预测，金属/电介质/磁致弹性异质结构能够将fs激光脉冲转换为具有窄线宽的多周期THz脉冲，其线宽低至~1.5 GHz，这与现有fs激光激发发射器的单周期宽带THz脉冲形成对比。结果表明，当金属膜和磁弹性膜的厚度都在一定范围内时，飞秒激光辐照金属膜产生的短应变脉冲可以实现太赫兹自旋波在磁弹性膜中的激发和长距离输运.这些结果揭示了一种基于异质结构设计实现窄带THz脉冲光产生的途径，对THz磁振子器件的设计也具有一定的指导意义。
2021-10-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Superconducting spin valves based on antiferromagnet/superconductor/antiferromagnet heterostructures
本文研究反铁磁/超导/反铁磁异质结构中的自旋阀效应，发现其依赖于超导层化学势，并探讨了奈尔三重态关联及杂质的影响。
2024-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin frustration and unconventional spin twisting state in van der Waals ferromagnet/antiferromagnet heterostructures
本研究分别解析 Fe5GeTe2/NiPS3 异质结构中的反铁磁与铁磁自旋结构，揭示界面自旋阻挫导致可独立翻转的垂直界面磁化及非常规自旋扭转态。
2025-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetic spin valve from heterostructure of two-dimensional hexagonal crystals
本文提出了由反铁磁衬底上的单层六方晶体异质结或双层六方晶体异质结夹在两个（反）铁磁绝缘体之间构成的电流面内几何结构的自旋阀。二维六方晶体如石墨烯、硅烯、锗烯和锡烯采用紧密束缚的蜂窝晶格模型。反铁磁衬底的磁化取向控制体的带隙和拓扑性质，这进而控制三种类型的自旋阀几何结构的输运：（i）体的面内输运;（ii）拓扑边缘状态沿着具有体隙的纳米取向的输运;（iii）手性边缘状态沿着畴壁的输运。采用紧束缚模型，考虑了（反）铁磁交换场、Hubbard相互作用和（或）自旋-轨道耦合。对于第一种自旋阀结构，Hubbard相互作用增大了体材料的有效带隙，从而提高了自旋阀对反铁磁交换场的敏感性。对于第二类和第三类自旋阀几何结构，具有自旋-轨道耦合的不同类型异质结构的拓扑相图作为设计自旋阀的指南。Hubbard相互作用和自旋-轨道耦合的同时存在，可以增大体相的拓扑能隙，改善不同拓扑数区域畴壁处手征边缘态的质量.
2019-03-24 cond-mat.mes-hall
Electrical Probing of Sub-Néel Spin Dynamics in Two-Dimensional Antiferromagnets Using Graphene Heterostructures
Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Universidad de Sevilla（塞维利亚大学）；Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (INMA), CSIC—Universidad de Zaragoza（阿拉贡纳米科学与材料研究所，西班牙国家研究委员会—萨拉戈萨大学）；Condensed Matter Physics Center (IFIMAC) and Instituto Universitario de Ciencia de Materiales “Nicolás Cabrera” (INC), Universidad Autónoma de Madrid（凝聚态物理中心及“尼古拉斯·卡布雷拉”材料科学大学研究所，马德里自治大学）
本研究利用石墨烯与FePS$_3$异质结构，通过低温输运测量和密度泛函理论计算，实现了对二维反铁磁体中隐藏自旋动力学的电学探测，为自旋动力学读出提供了新平台。
2026-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Consequences of magneto-electrical coupling in multiferroic VSe$_{2}$$/$Sc$_{2}$CO$_{2}$ heterostructures
本研究采用密度泛函理论探究VSe₂-Sc₂CO₂双层及三层多铁异质结的磁电耦合效应，发现MXene层极化变化可驱动VSe₂能带结构转变，为纳米级高效场效应晶体管与非易失存储器件提供新思路。
2024-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intriguing Magnetoelectric Effect in Two-dimensional Ferromagnetic/Perovskite Oxide Ferroelectric Heterostructure
二维磁体在自旋电子学中有着广阔的应用前景，但如何在小电场下对其进行有效控制仍是一个难题。在这里，我们提出，二维磁体可以有效地控制在由二维磁性材料和钙钛矿氧化物铁电体（POF）组成的多铁性异质结构中，其电介质的极化在小电场下容易翻转。我们用第一性原理计算说明了这种方法在CrI 3/BiFeO 3（001）双层异质结中的可行性。与传统的POF多铁性异质结构具有较强的界面相互作用不同，我们发现CrI 3与BiFeO 3（001）之间的界面相互作用是范德华型的。然而，异质结构具有特别强的磁电耦合，其中双层CrI 3可以通过BiFeO 3（001）的极化状态在铁磁和反铁磁类型之间有效地切换。我们还发现电子掺杂和外加电场对CrI 3的层间交换耦合相互作用的竞争效应，这是导致磁性相变的原因。我们的研究结果提供了一个新的途径，二维磁铁与小电场的调谐。
2022-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoelectric effect in band insulator-ferromagnet heterostructures
我们从理论上研究了一般带绝缘体和铁磁体的异质结构中的磁电效应。与金属中的动力学磁电效应（称为Edelstein效应或逆自旋电流效应）相反，我们的机制依赖于价带和导带之间的虚拟带间跃迁，因此不受无序或杂质散射的影响。通过线性响应理论计算电场诱导磁化强度，我们发现，磁电效应显示没有特定的参数选择。磁电效应通过改变铁磁体中的磁矩的方向而定性地变化：对于面外磁矩，响应是对角的，而对于面内磁矩，响应是非对角的。我们还发现，在光学频率，磁电信号可以大大增强通过带间共振激发。最后，我们估计的混合卤化物钙钛矿半导体的带绝缘体的例子的磁电效应的大小，并与其他磁电材料进行比较。我们强调，我们的机制是相当普遍和广泛预期的，只需要Rashba自旋轨道耦合和交换耦合。我们的研究结果为自旋电子器件中磁矩的无焦耳热电操纵提供了一种很有前途的方法。
2019-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evidence of magnetoelectronic electromagnon mediated transport in flexoelectronic heterostructures
本文在自支撑简并掺杂p-Si基异质结构中实验证实了磁电子电磁振子的存在，揭示了其介导的长距离自旋输运、磁手性各向异性和非均匀磁电子多铁性效应，为室温固态量子效应研究提供了新途径。
2023-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
MIRO-like oscillations of magneto-resistivity in GaAs heterostructures induced by THz radiation
报道了GaAs异质结构中太赫兹辐射引起的类MIRO磁电阻振荡的研究。我们的实验提供了两个最有趣的问题的答案-辐射螺旋度的影响和边缘的作用-产生重要的信息，了解MIRO的起源。此外，我们表明，表现出辐射诱导的磁振荡的材料的范围可以很大程度上通过使用高频辐射扩展。
2016-03-05 cond-mat.mes-hall
Spin Wave Generation via Localized Spin-Orbit Torque in an Antiferromagnet-Topological Insulator Heterostructure
从理论上研究了拓扑绝缘体（TI）在相邻反铁磁薄膜中产生自旋波的自旋轨道矩。研究是基于微磁学Néel矢量动力学模拟和TI中输运性质的分析。结果清楚地表明，传播自旋波可以实现在反铁磁薄膜带通过本地化的激发，在一个很长的距离旅行。当Néel矢量以固定频率绕磁易轴进动时，由于非零阻尼，振荡幅度逐渐衰减。频率也被发现是可调的，通过驱动电流密度的强度。虽然体和表面状态的TI有助于诱导的有效扭矩，计算表明，表面电流起着主导作用，除了在严重退化的情况下，在体对应。与更常用的重金属相比，使用TI可以大大降低阈值电流密度以克服磁各向异性，使其成为自旋波产生的有效选择。纳米振荡器几何中的Néel矢量动力学也进行了研究。
2020-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantifying Spin-Orbit Torques in Antiferromagnet/Heavy Metal Heterostructures
自旋电流对绝缘反铁磁体（AFM）磁序的影响是一个重要的研究课题，它可以带来新的应用。为了实现这一目标，表征与AFM/重金属（HM）界面相关的自旋轨道力矩（SOT）是很重要的。在这里，我们报告的谐波霍尔电压在一个占主导地位的易平面原子力显微镜，外延c轴取向的$α$ -Fe $_2$ O $_3$薄膜，与Pt的界面的完整的角度依赖性。通过对谐波霍尔信号和$α$ $_2$ O $_3$的磁参数进行建模，我们确定了类场和类阻尼SOT的幅度。平面外的字段扫描被证明是必不可少的，以确定阻尼的扭矩分量。与铁磁/重金属异质结构相比，我们的研究结果表明，类场转矩显着大于阻尼类转矩，这与界面自旋混合电导的大虚分量的存在相关。我们的工作展示了一个直接的方式来表征AFM/HM异质结构中的SOT。
2021-12-22 cond-mat.mes-hall
Exchange bias training effect in IrMn-layer/ferromagnetic-ribbon heterostructures probed with magnetoimpedance
通过磁阻抗（MI）测量研究了IrMn层/铁磁带异质结构中的交换偏置训练效应。MI响应的不对称、滞后和单峰行为以及MI峰值向零场的偏移伴随MI增加52%已分别被检测为交换偏倚（EB）和训练效应（TE）的特征。此外，在MI响应的连续场扫描过程中，EB场和MI的不对称程度都降低，这是我们样品中TE存在的另一个原因。通过对磁光克尔效应（MOKE）和MI行为的分析，建立了Hoffmann模型（Phys.Rev.Lett. 93，097203（2004））很好地描述了我们的实验数据，这是由于在我们的IrMn层/铁磁带系统中存在强的单循环TE。
2019-12-20 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Unidirectional Spin Hall Magnetoresistance in Antiferromagnetic Heterostructures
单向自旋霍尔磁电阻（USMR）在重金属/铁磁体（HM/FM）双层膜系统中已被广泛报道。我们在Pt/α-Fe_2 O_3双层膜中观察到USMR，其中α-Fe_2 O_3是反铁磁（AFM）绝缘体。系统的场和温度相关的测量证实了磁振子起源的USMR。原子力显微镜-超磁共振的出现是由热随机场产生的自旋轨道力矩引起的原子力显微镜磁振子产生和湮灭的不平衡所驱动的。然而，与铁磁对应物不同的是，理论模型表明，Pt/α-Fe 2 O3中的USMR由反铁磁振子数决定，并且具有非单调的场依赖性。我们的研究结果扩展了USMR的通用性，为AF自旋状态的高灵敏度检测铺平了道路。
2022-07-21 cond-mat.mes-hall
Coupled spin-charge dynamics in magnetic van der Waals heterostructures
本文提出了磁性范德华异质结构中自旋-电荷耦合动力学的唯象理论。研究的系统由一个层状反铁磁体插入到电容vdW异质结构。最近已经证明，在这种层状反铁磁体中的电荷掺杂可以调制层间磁化强度之间的交换耦合的强度，甚至符号。这提供了用于电生成磁化动力学的机制。我们在这里预测的中心结果是，磁化动力学导致感应电荷动力学。这种动力学使得磁性范德华异质结构成为自旋电子学应用的有趣候选者。为此，我们还表明，这些系统可用于将亚太赫兹辐射诱导的磁化动力学转换为电信号。
2019-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetotransport effects in polar versus non-polar SrTiO3 based heterostructures
对LaAlO 3/SrTiO 3界面和对称Nb掺杂SrTiO 3异质结构的面内磁场的各向异性磁电阻和负磁电阻进行了比较。这两种效应在LaAlO 3/SrTiO 3中特别强。我们分析了它们的温度，磁场和栅极电压的依赖关系，并发现它们产生于Rashba型自旋轨道耦合与磁散射体，有两个贡献，他们的潜力：自旋交换和库仑相互作用。原子自旋-轨道耦合足以解释Nb掺杂SrTiO 3中观察到的小效应。这些结果澄清了相互矛盾的传输解释SrTiO 3基异质结构。
2012-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hybrid plasmon-magnon polaritons in graphene-antiferromagnet heterostructures
我们考虑由石墨烯和绝缘反铁磁体形成的混合结构，由厚度高达$d\simeq 500 \,nm$的电介质分隔。当解耦合时，石墨烯和反铁磁表面都拥有它们自己的极化子模式，在石墨烯的情况下将电磁场与等离子体耦合，在反铁磁体的情况下将电磁场与磁振子耦合。我们表明，混合结构可以主机两种新类型的混合极化激元模式。首先，表面磁振子-等离子体激元极化激元，其色散被石墨烯层的载流子密度从根本上改变，包括群速度的符号变化。第二，表面等离子体-磁振子极化激元形成为石墨烯表面等离子体和反铁磁裸磁振子的线性叠加。这种极化激元具有两个分支的色散，由色散表面等离子体和磁振子之间的反交叉形成。我们讨论了这些新的模式结合光子，磁振子和等离子体激元，以达到新的功能的潜力。
2019-02-02 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit torques and magnetotransport properties of $α$-Sn and $β$-Sn heterostructures
拓扑绝缘体已经成为有效自旋-电荷相互转换的重要材料类别。迄今为止，除了$α$ -Sn之外，大多数拓扑绝缘体都是二元或三元化合物。在这里，我们报告了一个全面的表征的生长，磁输运性质，和电流诱导的自旋轨道扭矩的$α$ -Sn和$β$ -Sn为基础的铁磁异质结构。我们发现，$α$ -Sn生长的Bi表面活性剂在CdTe（001）促进大的自旋轨道转矩在铁磁FeCo层在室温下，与Pt相当，而$α$ -Sn生长没有Bi表面活性剂和非拓扑相，$β$ -Sn，诱导较低的扭矩。含Bi的$α$ -Sn的类阻尼和类场自旋轨道力矩效率分别为0.12和0.18。此外，我们发现，$α$ -Sn生长与Bi和没有提出了自旋霍尔类磁阻在重金属/铁磁体双层中发现的。我们的工作证明了$α$ -Sn铁磁异质结构中直接和有效的电荷-自旋转换，表明$α$ -Sn是一种有前途的材料，用于自旋电子器件中的电流诱导磁化控制。
2021-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impact of spin torques and spin pumping phenomena on magnon-plasmon polaritons in antiferromagnetic insulator-semiconductor heterostructures
本文研究了自旋力矩和自旋泵浦对反铁磁绝缘体-半导体异质结构中表面磁振子极化激元色散的影响，发现通过自旋-电荷转换可耦合磁振子与等离激元，且频率修改和杂化间隙依赖于反铁磁层厚度与模式波长。
2024-03-11 cond-mat.mes-hall
Hysteretic magnetotransport in p-type AlGaAs heterostructures with In/Zn/Au ohmic contacts
在In/Zn/Au合金欧姆接触的掺C AlGaAs/GaAs异质结中，空穴气的双端磁导在零磁场附近表现出明显的电导滞后。在磁场约为0.5 T和温度高于300 mK时，磁滞现象消失。对于低于10 mT的磁场，我们观察到一个明显的磁导下降。我们从欧姆接触的超导电性出发，对这些实验现象作了初步的讨论。
2007-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Electron-magnon spin conversion and magnonic spin pumping in antiferromagnet/heavy metal heterostructure
研究了有限温度下反铁磁体与重金属界面上电子自旋与磁振子自旋的交换。基本的物理机制是基于自旋扭矩与创建/湮灭的热磁振子与右手和左手极化。产生/湮灭过程强烈地依赖于电子的极化和磁振子自旋之间的相对取向。对于一个足够强的自旋转移力矩（STT），转换过程变得非线性，产生一个非零的净自旋泵浦电流的原子力显微镜，可以检测到在相邻的金属层。施加外部磁场使得可以操纵STT驱动热自旋泵浦。我们的理论结果是实验上可行的，是一个直接相关的反铁磁基自旋电子器件。
2020-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Giant magnetoresistance in semiconductor / granular film heterostructures with cobalt nanoparticles
本文研究了SiO ${}_2$（Co）/GaAs和SiO ${}_2$（Co）/Si异质结构中的电子输运，其中SiO ${}_2$（Co）结构是含有Co纳米颗粒的颗粒状SiO ${}_2$薄膜.在SiO ${}_2$（Co）/GaAs异质结中观察到巨磁电阻效应。当电子从颗粒膜注入到GaAs半导体中时，该效应具有正值，并且具有温度峰型特征。该效应的温度位置取决于Co浓度，并且可以通过所施加的电场而移位。对于SiO_2 ${}_2$（Co）/GaAs异质结，掺杂浓度为71 at.% Co的磁电阻在室温下达到1000（$10^5$ %）。相反，对于SiO ${}_2$（Co）/Si异质结构，磁电阻值很小（4%），而对于SiO ${}_2$（Co）薄膜，磁电阻值则相反。SiO ${}_2$（Co）/GaAs异质结构中的高磁电阻效应是由磁场控制的碰撞电离过程在界面附近的半导体中形成的自旋相关势垒附近解释的。通过势垒并触发雪崩过程的电子的动能被施加的磁场减小。这种电子能量的抑制推迟了碰撞电离的开始，以更高的电场和巨磁电阻的结果。自旋相关势垒是由于半导体中积累电子层中的电子与Co的$d$ -电子之间的交换相互作用。
2009-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electronic structure and Magneto-transport in MoS$_2$/Phosphorene van der Waals heterostructure
在格林函数支持的密度泛函理论框架下，利用散射理论研究了含时自旋电流介导的自旋转移矩行为.在半导体模型MoS $_2$ /磷烯范德华异质结中揭示了量子磁输运特性。研究了自旋电流通道化异质层输运随磁化角旋转变化的动力学。据观察，随时间变化的自旋输运矩保持不变，无论磁化角方向。极化自旋电流是持久的外部磁场的潜在适用性对自旋电子学。
2019-06-17 cond-mat.mes-hall
Finite-size scaling effect on Néel temperature of antiferromagnetic Cr$_2$O$_3$-(0001) films in an exchange-coupled heterostructure
研究了刚玉型氧化铬薄膜反铁磁有序温度的标度。Néel温度$T_N$由垂直交换偏置对弱耦合相邻铁磁体磁化强度的影响确定。对于一个厚膜的情况下，检测的有效性确认的磁化率测量。$T_N$的检测可以低至1 nm的氧化铬薄膜。采用不同的缓冲材料研究了有序化温度随厚度的变化规律，并与蒙特卡罗模拟进行了比较。计算了自旋关联长度和相应的临界指数，实验结果与模拟结果吻合较好。自旋相关长度比立方反铁磁体小一个数量级。我们认为这种差异是由于两个晶体系统中交换耦合链数目的变化造成的。
2017-01-04 cond-mat.mes-hall
Controlled spin-to-charge conversion in noncollinear antiferromagnet-based Py/Mn$_{3}$Pt heterostructure
本文通过宽带铁磁共振系统研究了Py/Mn₃Pt非共线反铁磁异质结构，发现其具有显著增强的阻尼和高效自旋泵浦，有效自旋混合电导达4.8×10¹⁸ m⁻²，证明该体系在超快自旋电子器件中具有重要应用潜力。
2025-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Significant Unconventional Anomalous Hall Effect in Heavy Metal/Antiferromagnetic Insulator Heterostructures
反常霍尔效应（AHE）是一种量子相干输运现象，通常在高温下由于热退相而消失。因此，令人困惑的是，AHE可以生存在重金属（HM）/反铁磁（AFM）绝缘体（AFMI）异质结构在高温下，但在低温下消失。在本文中，我们报告了一个非常规的高温AHE在HM/AFMI只观察到附近的原子力显微镜的Néel温度，与大的异常霍尔电阻率高达40 n $Ω$ cm。这种机制是由于出现了一个非共线的AFM自旋织构与非零净拓扑电荷。原子自旋动力学模拟表明，这种独特的自旋织构可以通过共线AFM交换耦合、界面Dyzaloshinski-Moriya相互作用、热涨落和偏置磁场之间的微妙相互作用来稳定。
2023-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Artificial Multiferroics and Enhanced Magnetoelectric Effect in van der Waals Heterostructures
具有铁电和铁磁耦合特性的多铁性材料由于其潜在的通过电场控制磁性的能力而对于多功能器件是重要的，反之亦然。近年来，二维铁磁和铁电材料的发现引起了人们极大的研究兴趣，并为寻找二维多铁性材料带来了希望。然而，本征二维多铁性材料，特别是那些具有强磁电耦合的材料至今仍然很少见。在本文中，使用第一性原理模拟，我们提出了人工二维多铁性通过范德华异质结构形成的铁磁双层三碘化铬（CrI3）和铁电单层Sc2CO2。除了铁磁性和铁电性的共存，我们的计算表明，通过切换的电极化的强度的Sc2CO2，我们可以调整双层CrI3的层间磁耦合之间的铁磁和反铁磁状态。我们进一步揭示了这种强磁电效应是由Sc2CO2中强内建电极化的强度引起的能带排列的急剧变化以及随后双层CrI3层间磁耦合的变化引起的。这些人工多铁性和增强的磁电效应使得范德华异质结构可以实现多功能的纳米电子学。
2020-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Switchable Exchange Bias Resulting from Correlated Domain Structures in Orthogonally Coupled Antiferromagnet/Ferromagnet van der Waals Heterostructures
本研究在正交耦合的CrSBr/Fe₃GeTe₂范德华异质结构中发现可切换交换偏置，通过离轴电子全息揭示其微观起源为CrSBr调控FGT形成条纹畴，阐明了正交范德华系统交换偏置机制并提供三维畴结构调控新路径。
2025-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Dependent High-Order Topological Insulator and Two Types of Distinct Corner Modes in Monolayer FeSe/GdClO Heterostructure
本研究提出单层FeSe/GdClO异质结构可实现无自旋轨道耦合和面内磁场的自旋依赖二阶拓扑绝缘体，发现两种不同角模式并揭示其机制，为高阶拓扑绝缘体研究提供新候选与新认知。
2022-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of nonlinear magnetoelectric transport effects in normal-metal $-$ magnetic-insulator heterostructures
Dahlem Center for Complex Quantum Systems and Physics Department, Freie Universität Berlin（柏林自由大学达勒姆复杂量子系统中心与物理系）
本文提出正常金属-磁性绝缘体异质结构中非线性磁电输运效应的理论，分析了四种贡献的频率和磁化方向依赖性，为实验区分提供框架。
2025-09-18 cond-mat.mes-hall
Current-Perpendicular-to-Plane Giant Magnetoresistance Effect in van der Waals Heterostructures
用第一性原理计算研究了结构为Fe 3GeTe 2/XTe 2/Fe 3GeTe 2（X = Pt，Pd）的全范德华（vdW）巨磁电阻（GMR）结的自旋相关输运.在电流垂直于平面（CPP）几何中计算了弹道电导、磁阻（MR）和电阻面积积（RA）。在vdW CPP GMR中发现了约2000%的巨磁电阻和小于0.3 Ω μ m ~ 2的RA。此外，还研究了自旋轨道耦合对输运和各向异性磁电阻的影响。在Fe_3GeTe_2/trilayer-PdTe_2/Fe_3GeTe_2CPGMR中，计算得到的AMR约为20%。在vdW CPP GMR中，GMR和AMR主要源于Fe 3GeTe 2的体电子结构特性。这项工作表明，vdW CPP GMR具有优越的优势，包括垂直磁各向异性，大GMR，低RA以及相当大的AMR可能会刺激未来的实验探索，并应呼吁其在自旋电子器件，包括磁传感器和存储器的应用。
2021-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coexistence of Superconductivity and Antiferromagnetism in Topological Magnet MnBi2Te4 Films
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Paul Scherrer Institute（保罗谢尔研究所）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；National High Magnetic Field Laboratory（国家高磁场实验室）
研究通过分子束外延制备异质结构，发现界面诱导超导性，并通过扫描隧道显微镜观察到MnBi2Te4层中超导与反铁磁的相互作用。
2024-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Ultrafast Light-Induced Magnetoelectric Effect in van der Waals Magnetic Semiconductor Heterostructures
The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；University of Iowa（爱荷华大学）
研究揭示了二维磁半导体异质结中超快光激发导致的磁矩转动机制，通过实验和理论分析表明载流子输运改变垂直磁各向异性，从而触发磁化预cession动力学。
2026-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Beyond the Interface Limit: Structural and Magnetic Depth Profiles of Voltage-Controlled Magneto-Ionic Heterostructures
磁场的电场控制为超低功耗信息存储和传感器技术提供了一条有前途的途径。迄今为止，磁离子运动的影响在直接改变界面化学和物理特性方面具有突出的特点。在这里，我们证明了磁电耦合缓和的电压驱动的氧迁移超出界面的限制，在相对较厚的AlOx/GdOx/Co（15 nm）膜。利用极化中子反射仪在热和电热条件下对氧迁移及其对Co磁化强度的影响进行了定量测量。深度分辨的配置文件唯一识别界面和散装行为和半可逆的抑制和恢复的磁化。磁性测量结果表明，空调改变的微观结构，以破坏长程铁磁有序，导致在一个额外的软磁相。X-射线光谱证实电场诱导的变化，在Co的氧化态，但不是在Gd，这表明GdOx传输氧，但不源或汇it. These结果一起提供了至关重要的洞察力，通过磁离子运动控制磁性异质结构，不仅在界面上，而且在整个大部分的薄膜。
2016-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Low-energy magnetoelectric control of domain states in exchange-coupled heterostructures
反铁磁体的电操纵是近年来零杂散场自旋电子学器件研究的热点之一。通常，反铁磁介质用于信息存储器和存储的应用需要具有铁磁层的异质结构，用于通过交换偏置场读出。在磁电和多铁性反铁磁体中，交换耦合施加了额外的阻碍（能量势垒），以通过施加的磁电能量进行磁化反转。我们提出并验证了一种方法来克服这一障碍。我们控制所需的能量切换的磁畴在磁电\cro膜通过补偿交换耦合能量的铁磁层与塞曼能量的小体积自发磁化发现溅射\cro膜。基于场冷却过程的简化唯象模型，开关所需的磁场和电场可以被调谐。作为一个例子，反铁磁畴的开关周围的零阈值电场被证明在磁场为2.6 kOe。
2017-01-10 cond-mat.mes-hall
Layer-Resolved Magnetic Proximity Effect in van der Waals Heterostructures
磁邻近效应是异质结构中自旋电子学、超导学和拓扑学现象的重要组成部分。这种效应对界面的电子性质，如电子波函数重叠和能带排列高度敏感。最近出现的范德华（vdW）磁体，使通过设计具有原子级清洁界面的异质结构来调节邻近效应成为可能。特别是，原子薄CrI 3表现出分层反铁磁性，其中相邻的铁磁单层反铁磁性耦合。利用这种磁性结构，我们发现了一个层分辨的磁性邻近效应形成的单层WSe 2和Bi/三层CrI 3的异质结构。通过对CrI 3的单层磁化强度施加磁场控制，我们发现WSe 2和CrI 3之间的自旋相关电荷转移主要由界面CrI 3层控制，而邻近交换场对整个层状磁性结构高度敏感.这些属性使我们能够使用单层WSe 2作为空间敏感的磁传感器映射出分层反铁磁畴结构在零磁场以及反铁磁/铁磁畴附近的自旋翻转过渡在双层CrI 3。我们的工作揭示了一种新的方法来控制邻近效应和探测界面磁序通过vdW工程。
2020-01-12 cond-mat.mes-hall
Light-matter interactions in layered materials and heterostructures: from moiré physics and magneto-optical effects to ultrafast dynamics and hybrid meta-photonics
本文综述了分层二维材料及异质结构中光-物质相互作用的最新进展，涵盖莫尔物理、磁光效应、超快动力学与混合光子集成，并展望其在光电子学和下一代光子器件中的应用潜力。
2024-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Unidirectional spin Hall magnetoresistance in topological insulator/ferromagnetic layer heterostructures
拓扑绝缘体中的大自旋轨道耦合导致螺旋自旋织构的狄拉克表面态，这对拓扑自旋电子学是有吸引力的。这些状态在室温下对近端磁矩产生有效的自旋轨道转矩。然而，基于这种切换的存储器或逻辑自旋器件需要非最佳的三端子几何结构，其中两个端子用于写入电流，一个端子用于读取器件的状态。一个替代的两个终端设备的几何形状是现在可能的，利用最近发现的单向自旋霍尔磁电阻在重金属/铁磁双层和（在低温下）在磁性掺杂的拓扑绝缘体异质结构。我们报告的观察单向自旋霍尔磁电阻在技术相关的设备的几何结构，结合了传统的铁磁金属的拓扑绝缘体。我们的设备显示出的品质因数（磁阻每电流密度每总电阻），这是在全金属Ta/Co双层的最高报道值相媲美。
2017-01-23 cond-mat.mes-hall
