Magnetotransport Study of the Canted Antiferromagnetic Phase in Bilayer $ν=2$ Quantum Hall State
研究了双层量子霍尔态在总填充因子$ν=2$下的磁输运性质。我们测量了激活能作为总电子密度和两层之间的密度差的函数。我们的实验数据清楚地表明，出现了倾斜的反铁磁（CAF）相之间的铁磁相和自旋单态相。CAF相的稳定性进行了讨论的实验结果和理论计算之间的比较，使用Hartree-Fock近似和精确对角化的研究。数据还揭示了CAF相的内在结构，根据层内和层间相关性之间的主导性分为两个区域。
2006-01-30 cond-mat.mes-hall
Canted antiferromagnetic and spin singlet quantum Hall states in double-layer systems
我们呈现了早期研究的细节（Zheng等人，Phys.Rev.Lett. 78，310（1997）和Das Sarma等人，同上79，917（1997））以及关于在总填充ν= 2 ν_1处的双层量子霍尔系统的附加新结果，其中在填充ν_1处的单层形成铁磁的、完全自旋极化的、带隙的不可压缩量子霍尔态。对于ν_1 = 1的情形，对一个实际的微观哈密顿量进行了详细的Hartree-Fock分析.除了连续连接到两个分离良好的层的基态的状态，我们发现两个双层量子霍尔相位：一个具有有限的层间反铁磁自旋排序在垂直于所施加的场的平面（"倾斜“状态），和其他的自旋单线态。各种量子霍尔态之间的量子跃迁是连续的，并且通过集体子带间自旋密度激发的软化来发出信号。对于一般ν_1的情况，用半唯象连续量子场论描述的低自旋激发，采用非线性西格玛模型，得到了密切相关的结果.由于其对称性破缺，倾斜相支持线性色散的Goldstone模，并具有有限温度的Kosterlitz无相变。我们给出了相图的形式、倾斜序参量的大小、集体激发色散、比热、有限温度下动态光散射谱的形式和Kosterlitz无散射临界温度的结果。我们的发现与最近的实验结果一致。
1998-05-08 cond-mat.mes-hall
Topological charge and spin Hall effects due to skyrmions in canted antiferromagnets
本文通过半经典玻尔兹曼方法研究倾斜反铁磁体中由自旋倾斜破坏PT对称性所导致的拓扑电荷霍尔效应和拓扑自旋霍尔效应，揭示弱铁磁矩使两种效应在反铁磁系统中同时出现。
2024-08-03 cond-mat.mes-hall
SU(4) Coherent Effects to the Canted Antiferromagnetic Phase in Bilayer Quantum Hall Systems at $ν$=2
在$ν$ =2的双层量子霍尔（BLQH）系统中，可以实现三种不同的基态，即自旋极化相（spin phase）、赝自旋极化相（ppin phase）和倾斜反铁磁相（canted antiferromagnetic phase）。SU（4）方案为研究既有自旋SU（2）又有层（赝自旋）SU（2）自由度的BLQH系统提供了一个强有力的工具。本文在SU（4）背景下讨论了C相的起源，研究了SU（4）相干对C相的影响，指出SU（4）群中不存在的特殊算符对C相的实现起着关键作用。还指出在C相中不仅自旋而且赝自旋都是“倾斜的”。
2003-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Anisotropic spin-split states with canted persistent spin textures in two-dimensional Janus $1T^{'}$ $MXX'$ ($M$ = Mo, W; $X\neq X'$= S, Se, Te) controlled by surface alloying
本研究通过密度泛函理论计算，证明Janus $1T'$ $MXX'$单层可实现各向异性自旋劈裂和倾斜持久自旋织构，源于对称性降低引起的面内$p-d$轨道相互作用，且对表面合金化敏感，为自旋电子学器件提供新候选材料。
2025-04-22 cond-mat.mes-hall
Probing nonlinear spin dynamics in canted easy-plane antiferromagnets using spin-rectification effects
本研究探讨了倾斜反铁磁体中的自旋整流现象，发现Dzyaloshinskii-Moriya相互作用显著提升激发效率，并通过自旋霍尔磁阻和测热效应实现高效检测，揭示了高功率下的非线性饱和与红移效应，为反铁磁和altermagnetic自旋电子器件的非线性动力学研究提供新途径。
2024-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Spin Supercurrent in the Canted Antiferromagnetic Phase
在填充因子为$ν=2$的双层量子霍尔系统中，自旋和层（赝自旋）自由度在倾斜的反铁磁相中相干纠缠。出现了一个复杂的戈德斯通模式描述这样一个组合的自由度。在零隧穿相互作用极限（$Δ_{\text{SAS}}\rightarrow 0$）下，其相场在每一层内激发携带自旋和电荷的超电流。霍尔电阻被预测成为反常精确的$ν=1$双层系统中的逆流和阻力实验。此外，它表明，在双层系统中流动的总电流是一个超导携带单独的自旋在逆流的几何形状。有趣的是，所有这些现象只发生在不平衡的双层系统中。
2013-04-01 cond-mat.mes-hall
Spin symmetry breaking in bilayer quantum Hall systems
基于广义Halperin波函数的构造，我们预言了双层量子Hall结构中可能存在的一大类自旋对称破缺态，将最近提出的斜反铁磁相推广到许多分数填充.我们发展了相应的Chern-Simons理论，明确地建立了低位中性激发是Goldstone模，带电激发是单个重子上具有连续可调（通过倾斜的反铁磁序参量）电荷的双重子。
1999-07-07 cond-mat.mes-hall
Coexistence of Canted Antiferromagnetism and Bond-order in $ν=0$ Graphene
出于实验研究的石墨烯在量子霍尔制度，我们重新审视了一个单一的石墨烯片在电荷中性的相图。由于自旋和谷简并，相互作用在决定基态的性质中起着至关重要的作用。我们表明，一般来说，在该制度的利益有一个区域的磁性和键序之间的共存的相图。我们证明了这一结果，在连续和晶格模型，并认为共存相自然提供了一个解释不协调的实验观察的量子霍尔效应在石墨烯。
2021-09-15 cond-mat.mes-hall
Double-layer quantum Hall antiferromagnetism at filling fraction nu=2/(odd integer)
引入了双层量子霍尔系统在填充分数$ν= 2/m$（$m$为奇整数）处的低能作用量.层间反铁磁交换诱导了自旋有序倾斜的相，也诱导了自旋单重态相。得到了零温转变和有限温转变的普适性质。我们计算了Kosterlitz-loss相变中倾斜序消失的临界温度。最近的光散射实验在$ν= 2$的影响。
1997-01-21 cond-mat.mes-hall
Topological Hall Response from Canted Antiferromagnetic Order in $d$-Electron Kagome Systems
Aix-Marseille Université（艾克斯-马赛大学）
本文研究二维kagome单层中，反铁磁交换诱导的非共线自旋序产生内禀贝里曲率，实现无外磁场和自旋轨道耦合的量子反常霍尔效应，并探讨了最大陈数$C=\pm5$的可能性及拓扑相变。
2026-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Collective Modes of nu =2 Quantum Hall Bilayers in Tilted Magnetic Field
利用含时Hartree-Fock近似研究了倾斜磁场中nu=2量子霍尔双层膜在考虑电荷不平衡和隧穿效应的情况下的集体模谱.在以前的一篇文章中，我们研究了这个系统的零温全局相图，发现它包括一个对称相和铁磁相，以及两个倾斜相之间的一个一级相变，自发破缺U（1）对称性。我们进一步发现，这一级跃迁线终止于倾斜区域内的量子临界点。在目前的工作中，我们研究了所有这些阶段的激发光谱，并特别注意附近的相变的集体模式的行为。我们发现，最有趣的是，两个倾斜的阶段之间的第一阶过渡是由一个磁子最小值附近软化的信号。这里探讨的许多集体模式特征应该可以在光散射实验中通过实验获得。
2004-01-05 cond-mat.mes-hall
Spin Bose Glass Phase in Bilayer Quantum Hall Systems at $ν=2$
我们发展了一个有效的自旋理论来描述$ν=2$量子霍尔双层系统的磁性。在没有无序的情况下，这一理论给出了定量协议与微观Hartree-Fock计算的结果，并为有限的无序，它预测存在一个新的自旋玻色玻璃相。玻色玻璃的特点是存在着平均反铁磁有序度为零的倾斜反铁磁相畴和短程平均反铁磁关联畴。它具有无限大的反铁磁横向磁化率和有限的纵向自旋磁化率，比热与温度成线性关系。从倾斜的反铁磁相的自旋玻色玻璃相的过渡的特征在于由纵向自旋电导的普适值。
1998-11-04 cond-mat.mes-hall
Global phase diagram of bilayer quantum Hall ferromagnets
本文从微观上研究了双层量子霍尔赝铁磁体的层间距d与面内磁场$B_\parallel$的关系。除了前面分析的层间电荷平衡的公度态和非公度态外，我们还讨论了相应的层间电荷不平衡的“倾斜”QH态。我们预测一个大的异常，在倾斜过渡和形成的偶极条纹域的周期超过1微米的倾斜状态下的双层电容。
2001-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Impact of the skyrmion spin texture on magnetoresistance
利用扫描隧道显微镜研究了局域自旋织构对微分电导的影响。在焦点是以前发现的非共线磁阻，这源于自旋混合效应时，电子跳跃相邻网站之间的倾斜磁矩。在目前的工作中，它的横向分辨率研究都为零磁场自旋螺旋状态，以及在不同的磁场值的个别磁skyrmion。我们详细分析了微分电导的响应，发现不同的依赖性的峰值能量和峰值强度的非共线自旋织构的本地属性。我们发现在Skyrmion的中心，峰值能量和强度尺度与最近邻矩之间的角度大致成线性关系。在Skyrmion的其他地方，非共线性不是各向同性的，磁化量子化轴变化，峰值能量的行为更复杂。
2017-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Superfluidity in the $ν=0$ Quantum Hall State of Graphene
从理论上讨论了一种基于双端自旋输运装置检测石墨烯$ν=0$量子霍尔态的反铁磁倾斜序的方案。在存在垂直于石墨烯平面的磁场的情况下，位于平面内的Néel矢量的动态和不均匀纹理应该介导（几乎无耗散）沿$z$轴极化的自旋角动量的超流体传输，这可以作为倾斜反铁磁体场景的有力支持。通过在$ν=0$区域的两个相对端上耦合$|ν|=2$量子霍尔态的两个自旋极化边缘沟道，可以实现自旋注入和检测。一个简单的动力学理论和Onsager互易调用模型的自旋注入和检测过程中，自旋通过反铁磁体的运输占使用朗道-Lifshitz-吉尔伯特现象。
2015-06-02 cond-mat.mes-hall
Global phase diagram of charge neutral graphene in the quantum Hall regime for generic interactions
在量子化磁场中处于电荷中性的单层石墨烯是量子霍尔铁磁体。由于自旋和谷（近）简并，存在过多的可能的基态。以前的理论工作，严格的超短程假设的基础上，允许的相互作用，预测一个相图与不同的区域的自旋极化，倾斜的反铁磁，谷间相干，和电荷密度波顺序。虽然早期的实验表明，该系统在垂直场下处于倾斜的反铁磁相，但最近的扫描隧道研究普遍发现了凯库勒键序，有时也发现了电荷密度波序。最近，人们发现，如果放松上述严格的假设，一个相共存的倾斜反铁磁和Kekulé秩序存在的相图区域被认为是对应于真实的样品。在这项工作中，从适合实验的连续极限开始，我们提出了完整的相图$ν=0$石墨烯在Hartree-Fock近似，使用通用的量子允许的相互作用，假设平移不变的基态的谷间相干。考虑到亚晶格势（谷塞曼耦合），我们发现许多阶段与不同类型的共存秩序。最后，我们讨论了各种状态的物理特征。
2023-02-20 cond-mat.mes-hall
Highly fcc-textured Pt-Al alloy films grown on MgO(001) showing enhanced spin Hall efficiency
本文对MgO（001）衬底上生长的面心立方（fcc）织构Pt-Al合金薄膜和SiO（$_2$）衬底上生长的结晶不良Pt-Al合金薄膜的自旋霍尔效率进行了系统的比较研究。使用CoFeB作为探测器，我们发现，对于以$x = 25$为中心的Al成分，主要是L1 $_{2}$有序的Pt $_{100-x}$ Al $_x$合金薄膜生长在MgO上表现出突出的电荷-自旋转换效率。对于Pt $_{78}$ Al $_{22}$ /CoFeB双层MgO上，我们获得阻尼一样的自旋霍尔效率高达$ξ_\textrm{DL} \sim +0.20$，并预计高达7倍的功耗降低相比，相同的Al成分的多晶双层SiO $_2$。这项工作表明，提高面心立方铂基合金的结晶度是在这类材料中实现大自旋霍尔效率和低功耗的关键步骤。
2021-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unconventional spin texture in a non-centrosymmetric quantum spin Hall insulator
我们提出，同时存在的Rashba和带反转可以导致一个Rashba的自旋分裂形成的两个带具有相同的面内螺旋自旋织构。由于这种非常规的自旋织构，在边缘和体电导通道中禁止背散射。我们提出了一个新的非中心对称蜂窝晶格量子自旋霍尔（QSH）绝缘体家庭形成的IV，V，和VII元素与此属性。由Bi，Pb和I原子形成的系统是机械稳定的，并且具有60 meV的大的Rashba自旋分裂和0.14 eV的大的非平凡带隙。由于边缘和体态受到TR对称性的保护，与大多数掺杂的QSH绝缘体中发生的情况相反，体态不会对电子输运中的背散射做出贡献，从而允许构建具有较少能量损失的自旋电子器件。
2018-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Global Phase Diagram of nu = 2 Quantum Hall Bilayers in Tilted Magnetic Field
我们考虑了在倾斜磁场中总填充率为nu=2的双层量子霍尔系统，考虑了电荷不平衡以及两层之间的隧穿。使用“不受限制的哈特里福克，”以前讨论的Burkov和麦克唐纳（物理学评论B 66 115323 2002年），我们研究零温度的全球相图，将通过实验访问改变面内场和层之间的偏置电压，同时保持两层之间的隧道固定。根据以前的工作，我们发现对称相和铁磁相以及两个倾斜相之间的一级转变与自发破缺的U（1）对称性。我们发现，这两个倾斜的阶段是拓扑连接的相图，让人想起一阶的液体-气体过渡，这两个阶段之间的一阶过渡线结束在一个量子临界点。我们开发了这两个阶段的物理图像，并详细描述了过渡的物理过程。
2004-01-05 cond-mat.mes-hall
Ferroelectricity controlled chiral spin textures and anomalous valley Hall effect in the Janus magnet-based multiferroic heterostructure
实现自旋拓扑织构的有效操纵和显式识别是使自旋织构成为高存储密度、高数据处理速度和低能耗自旋电子器件信息载体的两个关键因素。与传统的磁调控方法相比，电场调控磁调控是一种无耗散的方法。然而，由于磁场不直接破坏时间反演对称性，磁化强度对电场不敏感，并且由于外部涨落引起的漂移，拓扑磁准粒子的分布很难保持，这可能导致准粒子与均匀磁背景之间的模糊识别。在这里，我们表明，在Janus磁铁为基础的多铁性异质结构LaClBr/In 2 Se 3的异常谷霍尔效应所产生的横向电压，可以很容易地和明确地区分电极化的强度驱动的skyrmionic和均匀铁磁态。我们的工作提供了一种替代方法的数据编码，其中数据编码结合拓扑自旋纹理与可检测的电子输运。
2022-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transverse Transport in Two-Dimensional Relativistic Systems with Non-Trivial Spin Textures
利用多重散射理论，我们表明，普遍接受的表达的横向电阻率在磁系统主机skyrmions，由普通（OHE），异常（AHE）和拓扑霍尔效应（THE）的线性叠加给出，是不完整的，必须修改一个额外的术语，“非共线”霍尔效应（NHE）。它的角形是由磁性结构、电子的自旋轨道场和底层的晶体结构决定的，从而可以将NHE与其他各种霍尔贡献分开。它的大小与自旋-轨道相互作用强度成正比。NHE是从输运实验中解码二维和三维自旋纹理所需的一个基本术语。
2021-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nuclear Magnetometry Study of Spin Dynamics in Bilayer Quantum Hall Systems
我们对双层总填充因子为$ν_{\rm{tot}} = 2$的量子霍尔铁磁体进行了核磁研究。我们发现，在与倾斜反铁磁相作用一秒钟后，不仅核弛豫迅速，而且核自旋极化分布也发生突变。我们讨论了由集体自旋相互作用的电子引发的核自旋系综合作现象的可能性。
2014-10-21 cond-mat.mes-hall
Microscopic evidence of spin-driven multiferroicity and topological spin textures in monolayer NiI2
Fudan University（复旦大学）；Tsinghua University（清华大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究与创新中心）
研究通过矢量自旋极化扫描隧道显微镜揭示单层NiI2中自旋驱动多铁性及拓扑自旋纹理，发现自旋螺旋态与电荷调制，并通过自旋模型验证结果。
2026-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gapless Spin Wave Transport through a Quantum Canted-Antiferromagnet
在二维电子系统的朗道能级或当存在平带时，例如在扭曲的范德华双层中，强的电子-电子相互作用产生量子霍尔铁磁性，在自旋和同位旋扇区中自发破坏对称性。量子霍尔铁磁体支持各种各样的低能集体激发，这些激发有助于理解磁基态的性质，并且还可能用作量子信息的载体。由于小样本量和测量限制，探测这种集体激发，特别是它们的色散ω（k），在实验上具有挑战性。在这项工作中，我们展示了一个全电的方法，集成了一个Fabry-Pérot腔与非平衡输运，以实现在石墨烯异质结构的自旋波的激发，波矢选择和检测。我们的实验揭示了双层石墨烯在E = 0朗道能级上的无隙线性色散自旋波激发，从而为预测的倾斜反铁磁序提供了直接的实验证据。我们发现，无隙自旋波模式传播的高群速度为几十公里/秒，并保持相位相干超过许多微米的距离。它对磁场和温度的依赖性与自旋波的流体动力学理论吻合得很好。这些结果为在这种高质量材料中探索自旋超流性奠定了基础。我们发展的共振腔技术为探索范德华异质结构中多自旋和同位旋有序多体基态的集体激发提供了一种强有力的、及时的方法，并为工程化磁振子器件开辟了可能性。
2021-02-26 cond-mat.mes-hall
Spin-Excitation-Instability-Induced Quantum Phase Transitions in Double-Layer Quantum Hall Systems
在含时Hartree-Fock近似下，研究了$ν=2$中双层量子霍尔系统的子带间自旋密度集体模.我们发现，这些子带间的自旋密度激发可能会软化实验条件下，一个相变到一个新的量子霍尔态与层间面内反铁磁自旋相关。我们证明了这种新的倾斜反铁磁相是能量稳定的，并且相变是连续的。
1997-02-05 cond-mat.mes-hall
The effect of boundary-induced chirality on magnetic textures in thin films
在寻求磁性器件的磁性化过程中，边界和表面的影响变得越来越重要。在这里，我们展示了最近预测的边界诱导的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskii-Moriya）如何影响具有$C_{\infty v}$对称性和垂直磁各向异性的铁磁薄膜的磁化强度。对于一个均匀磁化的薄膜，我们发现一个表面扭曲时，在散装磁化是倾斜的面内外场。这种由边界引起的扭曲引起的表面扭曲不同于在手性磁体边缘观察到的内部扭曲引起的常见倾斜。此外，我们发现，由于边界引起的扭曲强烈影响的磁畴壁在表面的宽度。我们还发现，skyrmion半径增加的深度的膜，与skyrmion的平均尺寸增加边界诱导的电子自旋。这种增加表明，边界诱导的双折射有助于skyrmion的稳定性。
2018-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of Magnetic-Texture-Induced Anomalous Hall Effect on the Surface of Topological Insulators
反常的霍尔效应是由磁织构如skyrmions引起的。基于微扰方法，我们推导了三阶磁化下拓扑绝缘体表面霍尔电导率的解析公式$\boldsymbol{M}(\boldsymbol{x})$。我们确定的磁性纹理，有助于霍尔电导率高达三阶的磁化强度和二阶的空间微分。我们把磁化作为一个扰动来计算霍尔电导率为每个磁性织构的线性响应理论的基础上。此外，我们估计的Skyrmion诱导的霍尔电导率，并确认它依赖于Skyrmion的形状，如布洛赫型或Néel型Skyrmion。研究结果不仅适用于常规的Skyrmion系统，也适用于更一般的磁结构。
2021-04-29 cond-mat.mes-hall
Electromodulation of the bilayer $ν$=2 quantum Hall phase diagram
我们对$ν$ =2双层量子霍尔系统中的各种磁相以及它们之间的量子相变进行了一些精确的实验预言。特别是，我们分析了外部偏置电压对量子相图的影响，发现有限的偏置应该很容易使最近预测的新的倾斜的反铁磁相在运输和自旋极化测量的实验观察。
1999-01-26 cond-mat.mes-hall
Topological Hall and Spin Hall Effects in Disordered Skyrmionic Textures
我们进行了全面的拓扑霍尔和拓扑自旋霍尔效应在无序skyrmionic系统的研究：无量纲（自旋）霍尔角的评估跨能量能带结构的多探针Landauer-Büttiker形式主义和他们的链接出现的自旋纹理的真实空间拓扑结构的有效磁场突出。我们讨论了这些结果的最佳skyrmion的大小和各种尺寸的样品，发现绝热近似仍然适用于大skyrmion以及几个原子大小的nanoskyrmion。最后，我们测试了拓扑信号对无序强度的鲁棒性，表明拓扑霍尔效应对动量散射高度敏感。
2016-09-18 cond-mat.mes-hall
Concurrence of Quantum Anomalous Hall and Topological Hall Effects in Magnetic Topological Insulator Sandwich Heterostructures
量子反常霍尔（QAH）效应是动量空间中非零Berry曲率的典型结果。QAH绝缘体在没有外部磁场的情况下具有无耗散的手征边缘态。另一方面，拓扑霍尔（TH）效应，手征自旋纹理的输运标志，是实空间Berry曲率的结果。虽然QAH和TH效应已经分别报道，但它们的共存，即纠缠手性边缘态和手性自旋纹理的表现，尚未报道。本文通过在两个磁性TI层之间插入一个TI层形成三明治异质结构，通过电场门控实现了TH效应和QAH效应的同时发生。TH效应由体载流子探测，而QAH效应由手征边缘态表征。在QAH绝缘区出现TH效应是由于在磁性TI夹层样品的磁化反转过程中，由栅诱导的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用产生的手性磁畴壁的结果。手征边缘态和手征自旋织构的共存可能为概念验证的无耗散自旋织构自旋电子学应用提供了一个独特的平台。
2020-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-valley entangled quantum Hall states in graphene
本研究针对单层石墨烯双填充自旋-谷自由度的朗道能级，构建含多类相互作用与势场的模型，发现多种自发自旋-谷纠缠相及特殊的纠缠Kekulé反铁磁相，并量化了各相的纠缠程度。
2023-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ensemble Density Functional Approach to Charge-Spin Textures in Inhomogeneous Quantum Hall Systems
我们将我们的系综密度泛函方法扩展到量子霍尔系统，包括非共线自旋，以研究非均匀量子霍尔系统中的电荷自旋纹理。我们研究了量子点在单位体积填充因子和1/3体积填充因子下的边缘重构随外束缚势刚度的变化。对于足够软的边缘，这些系统重建到一种状态，其中电子自旋随着边缘的接近而轻轻旋转，在系统的边缘具有非平凡的自旋电荷纹理。
1997-12-15 cond-mat.mes-hall
Topological Hall Effect Induced by Chiral Spin Textures at the Ferroelectric/Ferromagnetic Interface
National Laboratory of Solid State Microstructures, Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, School of Physics, Nanjing University（南京大学物理学院固态微结构国家重点实验室，先进微结构协同创新中心）；Beijing National Center for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所，北京凝聚态物理国家研究中心）
本研究通过铁电/铁磁范德华异质结构中的界面DMI稳定手性自旋纹理，实现了拓扑霍尔效应及铁电和磁双稳态调控，产生四种可编程霍尔电阻状态。
2026-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
In-situ monitoring the magnetotransport signature of topological transitions in the chiral magnet Mn$_{1.4}$PtSn
本文利用新型原位测量平台同步获取Mn$_{1.4}$PtSn的自旋结构与霍尔电压，发现其霍尔电压无需拓扑霍尔效应的额外贡献即可解释，且反斯格明子的形成与湮灭不影响霍尔电压。
2024-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Spin and Orbital Hall Effects from Orbital Texture
我们从理论上证明了在中心对称系统中，动量空间轨道织构不仅可以产生内禀自旋霍尔效应（SHE），而且可以产生轨道霍尔效应（OHE），这与自旋织构不同，在中心对称系统中也是普遍存在的.即使没有自旋轨道耦合（SOC），OHE也会发生，并通过SOC转化为SHE。由此产生的自旋霍尔电导率很大（与Pt相当），但以非单调的方式依赖于SOC强度。该机制对轨道猝灭是稳定的。这项工作为持续寻找具有更强SHE的材料提供了一条途径。它还要求实验努力，以探测轨道自由度在OHE和SHE。简要讨论了实验检测的可能途径。
2018-07-13 cond-mat.mes-hall
Magnetic texture-induced thermal Hall effects
在非共线基态磁化的铁磁系统中，由于平衡磁织构的存在，磁激发会经历一个虚拟的磁场。在这里，我们研究如何这样的虚拟领域导致热霍尔效应在二维绝缘磁体中的磁织构是由自旋轨道相互作用。除了众所周知的几何织构对这种系统中的虚拟磁场的贡献外，自由能中的原始自旋轨道项也有同样重要的贡献。我们考虑了具有自旋-轨道相互作用的二维铁磁体相图中的不同可能基态：螺旋态和skyrmion晶格，发现热霍尔效应可以发生在某些畴壁和skyrmion晶格中.
2013-01-18 cond-mat.mes-hall
Differentiating anomalous and topological Hall effects using first-order reversal curve measurements
研究提出利用一阶反转曲线（FORC）技术区分拓扑霍尔效应（THE）与反常霍尔效应（AHE），解决了THE难以明确识别的问题，实现了对磁性材料中两者的定量研究。
2025-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Skew scattering by magnetic monopoles and anomalous Hall effect in spin-orbit coupled systems
本研究揭示自旋轨道耦合的非中心对称系统中，磁织构通过磁单极子斜散射产生正比于净磁单极子电荷的反常霍尔效应，明确其与晶体对称性的关联，为纳米器件磁织构电探测提供新机制。
2022-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Controlling spin currents with magnon interference in a canted antiferromagnet
本研究利用倾斜反铁磁体（赤铁矿）中的磁振子干涉，在室温下实现了自旋电流极化的频率控制切换，拓展了相干反铁磁自旋电子学领域。
2025-02-25 cond-mat.mes-hall
Effective Action Studies of Quantum Hall Spin Textures
我们报告的自旋纹理在量子霍尔系统使用长波长的有效作用的磁自由度推导出以前的分析和数值研究。我们的大部分结果涉及这种行动的skyrmions或孤子。我们构造了任意拓扑和电荷的Skyrmions的近似解析解，并导出了它们的能量、电荷半径和自旋半径的表达式。我们描述了一个组合的射击/松弛技术的数值测定的skyrmion配置文件和目前的结果相比，有利的分析处理，以及与Hartree-Fock研究这些对象。此外，我们描述了在这种方法中的量子霍尔系统的边缘纹理的治疗，并提供以前没有报道的细节。
1998-09-21 cond-mat.mes-hall
Spin textures of strongly correlated spin Hall quantum dots
研究了在相互作用量子自旋霍尔边中通过磁势垒定义的量子点的自旋有序。计算了自旋分辨密度-密度关联函数。我们发现，强电子相互作用诱导的基态具有高度相关的自旋图案。从弱相互作用下的液体型关联到强相互作用下的基态自旋织构的交叉与普通强相互作用量子点中一维维格纳分子的形成相平行。
2013-09-11 cond-mat.mes-hall
Novel Collective Excitation in Spin Textured Edges of Quantum Hall Systems
本文研究了填充因子为1的二维电子气在有磁场存在时边缘的电磁性质。自旋织构边缘的存在被证明是塞曼耦合和约束势的光滑性的函数。我们还计算了自旋织构相的低能激发。我们得到，除了经典的边缘磁等离子体在小波矢量，有一个几乎无色散的激发，在零波矢量的能量有限的差距。这种激发与自旋织构边缘相的对称性破缺有关。
1997-02-27 cond-mat.mes-hall
Topological Hall effect of Skyrmions from First Principles
本文提出一种第一性原理方法，通过建模有效磁场并构建Wannier紧束缚哈密顿量计算拓扑霍尔效应，在Gd2PdSi3中验证有效并揭示折叠能带交叉点的关键贡献。
2024-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall Effect-driven Spin Torque in Magnetic Texture
从理论上研究了磁织构中自旋霍尔效应存在时的电流感生自旋力矩和磁化动力学。电荷电流的局部偏离产生形式为（1-β{ \bf M}）x[（{ \bf u}_0+α_H{ \bf u}_0x \bf M}）\cdot{\bm \nabla} ]{ \bf M}的电流感生自旋力矩，其中{ \bf u}_0是注入电流的方向，α_H是霍尔角，β是由于自旋弛豫引起的非绝热性参数。由于α H和β可以具有相当的数量级，我们表明，这个扭矩可以显着修改横向和涡壁的电流诱导动力学。
2011-10-16 cond-mat.mes-hall
Observation of magnetization surface textures of the van der Waals antiferromagnet FePS3 by spin Hall magnetoresistance
范德华材料是研究二维系统包括磁有序的一个新平台。由于自旋的数量相对较小，因此测量磁化强度具有挑战性。在这里，我们报告自旋霍尔磁阻（SMR）到室温所造成的磁性范德瓦耳斯材料的剥离片的磁性表面纹理。对于反铁磁体FePS 3，在5 K下施加7 T的磁场时，SMR为0.1%，这意味着相对于共线反铁磁序，磁矩有很大的倾斜。即使对于沿Néel矢量的磁场，倾斜也是相当大的，这说明SMR检测范德华磁体中的磁性表面纹理的独特能力。
2022-01-31 cond-mat.mes-hall
General theory of topological Hall effect in systems with chiral spin textures
本文提出了一个自洽的拓扑霍尔效应理论，用于研究具有无序手性自旋织构的二维磁性系统，如磁skyrmions。我们专注于散射制度时，巡游电子的平均自由程超过自旋纹理的大小，和THE产生的不对称载流子散射个别手征自旋纹理。我们计算电阻率张量的玻尔兹曼动力学方程的基础上，考虑到非对称散射的skyrmions通过碰撞积分。我们的理论描述了绝热制度，当THE产生的自旋霍尔效应和非绝热散射时，THE是由于纯粹的电荷横向电流。我们分析了手征自旋织构结构的电阻率的依赖关系，以及对材料参数。讨论了由skyrmion尺寸的增加引起的自旋和电荷区的交叉、费米能的变化引起的自旋和电荷区的交叉以及交换相互作用强度的变化，并对自旋和电荷区的交叉的符号和大小进行了评论
2018-07-19 cond-mat.mes-hall
Electrically switchable tunneling across a graphene pn junction: evidence for canted antiferromagnetic phase in $ν=0$ state
在垂直磁场中处于电荷中性的石墨烯片的基态仍然是个谜，各种实验支持倾斜的反铁磁，键序，甚至电荷密度波相位。阐明这种状态的性质的一个有前途的途径是将其夹在不同填充因子的区域之间，并研究界面处边缘模式的自旋相关隧穿。在这里，我们报告通过石墨门控，六方氮化硼（$hBN$）封装的单层石墨烯器件中的$ν=0$区域的隧道传输，$ν=0$条夹在自旋极化的$ν=\pm1$量子霍尔态之间。我们在不太小的磁场（$B>3T$）和低隧道偏置电压（$<30-60μV$）下观察到$ν=\pm1$边缘之间的有限隧穿（$t \sim 0.3-0.6$），这是令人惊讶的，因为边缘状态的电子名义上具有相反的自旋。Hartree-Fock计算阐明了这些现象是由在$ν=0$区域中在零偏置（对于足够宽的结）下形成CAF序参量驱动的，从而导致边缘处的非正交自旋。值得注意的是，这种隧穿可以通过增加偏置来可控地关闭;偏置电压导致电荷在结处堆积，导致CAF有序的崩溃和隧穿的抑制。
2022-05-02 cond-mat.mes-hall
Spin mapping, phase diagram, and collective modes in double layer quantum Hall systems at $ν=2$
确定了精确的自旋映射以简化最近提出的硬核玻色子描述（Demler和Das Sarma，Phys.Rev.Lett.，待出版）的双层量子霍尔系统在填充因子2。有效自旋模型描述了一个易平面铁磁体受到外部塞曼场。精确地确定了该有效模型的相图，发现与Demler和Das Sarma的近似计算相符合，同时近似地计算了倾斜反铁磁相的Goldstone模谱、序参量刚度和Kosterlitz无温度。
1999-03-30 cond-mat.mes-hall
Interlayer Magnetic Coupling and the Quantum Hall Effect in Multilayer Electron Systems
我们研究了电子-电子相互作用对多层电子系统性质的影响。我们考虑的情况下，相应的填充因子单位在每一层。我们发现，作为样品参数的函数，该系统具有铁磁，倾斜反铁磁或顺磁层间自旋关联。这三个基态是QHE相，因为存在一个有限的激活能。在铁磁相的间隙是由于井内交换能量，而在顺磁相的间隙出现由于空间调制的井间的相干性。
1998-04-28 cond-mat.mes-hall
Theory of Nonlinear Hall Effect Induced by Electric Field and Temperature Gradient in 3D Chiral Magnetic Textures
本文提出三维手性磁结构中电场与温度梯度叉积驱动的非线性手性热电霍尔效应理论，揭示其产生条件及与磁单极子密度的正比关系，为自旋电子学和量子输运提供新见解。
2024-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Charged spin textures over the Moore-Read quantum Hall state
我们研究了填充因子为5/2的Moore-Read量子霍尔态的带电自旋织构。我们开发了一个代数框架，并表明，配对条件是固有的摩尔-里德状态自然导致一类带电自旋纹理，标记为缠绕数[w_I，w_II]。基本的CST，与标签[1，0]和电荷e/4，被确定为极核涡旋中已知的自旋1 BEC文献。基本CST的融合产物所携带的自旋织构与底层非阿贝尔准空穴的融合通道相关。
2011-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Chern Number Tunable Quantum Anomalous Hall Effect in Monolayer Transitional Metal Oxides via Manipulating Magnetization Orientation
尽管人们在理论和实验上对量子反常霍尔效应（QAHE）进行了大量的探索，但陈数可调的QAHE系统仍然有限。在这里，我们从理论上提出，NiAsO $_3$和PdSbO $_3$，单层过渡金属氧化物，可以实现QAHE与可调陈数通过操纵他们的磁化方向。当磁化位于\textit{x-y}平面中并且所有镜像对称性被破坏时，低陈数（即，$\mathcal{C}=\pm1$）相出现。当磁化呈现非零\textit{z}方向分量时，系统进入高陈数（即，$\mathcal{C}=\pm3$）相，即使在倾斜磁化的存在下。当磁化方向为\textit{z} -方向时，PdSbO单层$_3$的带隙接近室温能级（23.4 meV）.利用Wannier紧束缚模型，建立了磁化诱导拓扑相变相图。我们的工作为实际电子应用提供了一个可调陈数的高温QAHE系统。
2022-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetic magnon spintronic based on non-reciprocal and non-degenerated ultra-fast spin-waves in the canted antiferromagnet α-Fe2O3
本研究在 α-Fe2O3 中利用感应式与自旋电子学换能器及非局域逆自旋霍尔效应，实现了超快非互易反铁磁自旋波的传播测量与高效电学探测。
2023-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
