Topological magnetic textures and long-range orders in Tb-based quasicrystal and approximant
准晶具有独特的晶格结构，其旋转对称性是周期晶体所不允许的。人们对它的电学性质还远未完全了解。磁长程序是否能在QC中实现一直是个悬而未决的问题。在这里，我们报告我们的理论发现的铁磁长程序在Tb基QC。晶体电场在稀土体系中起着至关重要的作用，而晶体电场的微观理论是过去理论研究的难点。通过分析Tb基QC中的CEF，我们阐明了磁各向异性在Tb基QC和近似晶体（AC）中实现独特的磁织构中起着关键作用。通过构造极小模型，我们发现Tb原子所处的二十面体上存在各种磁性织构。我们发现刺猬态的拓扑荷为1，旋转矩态的拓扑荷为3。刺猬和旋转力矩的状态被证明是实现作为反铁磁订单转录为紧急的？我们发现这些态在外加磁场下表现出拓扑霍尔效应，并伴随着拓扑和变磁跃迁。我们的模型和确定的相图预计将是相关的广泛的稀土基QCs和AC具有强磁各向异性，这不仅是有用的理解磁性，但也探索新的拓扑性质。
2022-09-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Heisenberg model on a space with negative curvature: topological spin textures on the pseudosphere
位于伪球（具有常负曲率的二维无限空间）上的类海森堡自旋不能产生稳定的孤子解。只有分数的解决方案可以稳定在这个表面上提供至少一个孔是纳入。我们还解决了问题的“平面”涡流，在XY政权。有趣的是，当激发扩散到无穷大时，单个涡旋的能量不再爆炸。这产生了一个非限制性的潜力之间的一个漩涡和一个antivortex在很大的距离，使该对可以在任意低的温度下解离。
2006-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Bulk-to-surface misorientation and the spin texture of topological insulators
弱拓扑绝缘体在表面布里渊区具有一组对称的Dirac-Weyl锥，这意味着体的低能流形的主轴与表面法线之间存在取向差。我们表明，这种功能的弱拓扑绝缘体来与一个隐藏的丰富的表面自旋纹理，并通过取向错误的螺旋纹理可以成为一个不寻常的双曲自旋纹理。我们通过比较晶体拓扑绝缘体SnTe（111）表面上的$M$点和$Γ$点Dirac-Weyl锥来说明这种效应。
2020-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin wave vortex as topological probe of magnetic texture
本文证明自旋波在拓扑非平凡磁织构上传播时普遍形成涡旋，其卷绕数与磁织构拓扑密度相关，可用于反向构建磁化分布并揭示磁振子拓扑霍尔角的普适关系。
2024-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A route towards stable homochiral topological textures in A-type antiferromagnets
受拓扑保护的旋转磁性纹理可能成为下一代后摩尔计算的数据载体。这种纹理在铁磁体（FM）中大量观察到;然而，它们的反铁磁（AFM）对应物预计与器件应用更加相关，因为它们承诺超快，无偏转动力学，同时对外部场具有鲁棒性。不幸的是，它们仍然难以捉摸，因此识别具有这种纹理的材料是开发这项技术的关键。在这里，我们提出了全面的微磁性和分析模型调查拓扑结构的广泛材料类的A型反铁磁体，特别是专注于原型的情况下，$α\text{-Fe}_2 \text{O}_3$，一个新兴的候选人AFM自旋电子学。通过利用对称破缺的界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（iqs），可以稳定广泛的拓扑家族，包括AFM（反）merons和bimerons和迄今未发现的AFM skyrmions。虽然增强了同手性并提高了这些纹理的稳定性，但广泛可调的各向异性和交换相互作用使其能够前所未有地控制其核心尺寸。然后，我们提出了一个统一的框架来模拟一个简单的维度分析的基础上的纹理大小的缩放。由于$α\text{-Fe}_2 \text{O}_3$材料的合理设计可以获得控制和调节同手性AFM织构所需的参数，因此它有望成为AFM拓扑自旋电子学研究的一个平台。
2021-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbital Texture in Topological Insulators
相对论性自旋轨道耦合在拓扑绝缘体和量子自旋电子学中起着重要的作用。它产生了拓扑非平凡的能带结构，并使电操纵的自旋自由度。由于自旋-轨道耦合，在动量和实空间中都可以存在丰富的自旋-轨道耦合织构。对于Bi $_2$ Se $_3$族中的三维拓扑绝缘体，具有p $_z$轨道的拓扑表面态具有对于上狄拉克锥的左手自旋织构和对于下狄拉克锥的右手自旋织构。在这项工作中，我们预测了一种新的形式的自旋轨道织构与p $_x$和p $_y$轨道。对于上狄拉克锥，左手（右手）自旋纹理耦合到“径向”（“切向”）轨道纹理，而对于下狄拉克锥，自旋和轨道纹理的耦合是完全相反的。“切向”（“径向”）轨道纹理是占主导地位的上（下）狄拉克锥，导致右手自旋纹理的平面内轨道的上和下狄拉克锥。利用自旋分辨和光子偏振角分辨光电子能谱实验观测了这种新的自旋轨道织构。
2012-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Investigating the origin of topological-Hall-like resistivity in Zn-doped Mn2Sb ferrimagnet
East China Normal University（华东师范大学）；Anhui University（安徽大学）；Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海技术物理研究所）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
研究Zn掺杂Mn2Sb铁磁体的磁性和输运性质，发现霍尔电阻异常与磁性和反磁性转变无明显关联，排除了拓扑霍尔效应的非平凡起源，指出其源于样品非均匀性导致的多重异常霍尔通道效应。
2025-12-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin texture in weak topological insulators: the role of bulk states and band bending
我们通过一种超对称的方法推导了弱拓扑绝缘体的自旋织构，该方法包括体隙边缘态和表面能带弯曲的作用。我们发现自旋纹理可以采取四种形式之一：（i）螺旋，（ii）双曲线，（iii）刺猬，与自旋垂直的Dirac-Weyl锥的表面状态，和（iv）双曲线刺猬。在螺旋织构的情况下，能带弯曲确定缠绕数，并且对于所有织构，能带弯曲可以用于将自旋织构极化调整为零。对于弱拓扑绝缘体SnTe，我们证明了引入能带弯曲对于（111）面$Γ$点Dirac-Weyl锥获得正确的织构缠绕数是至关重要的.我们认为，刺猬只会发现在低对称性的情况下。
2020-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological stripelike coreless textures with inner incommensurability in two-dimensional Heisenberg antiferromagnet
对于二维海森堡反铁磁体，我们给出了一个具有条纹形式的拓扑无核激发的分析。这些纹理的特征在于边界处的奇异性。条纹纹理的详细分类结果在一定程度上类似于$^3He-A$阶段的无芯激发：Mermin-Ho和Anderson-Toulouse无芯涡。最后一种类型的激发可以具有低的体能量。在反铁磁环境中，条纹织构可以看作是短程无公度有序的出现。
2004-10-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Unified topological characterization of electronic states in spin textures from noncommutative K-theory
本文利用非交换K-理论统一表征自旋纹理中的拓扑电子态，通过代数分类无需实空间或倒空间光滑量，为设计非周期或无序体系中的拓扑相提供新途径。
2023-10-12 cond-mat.mtrl-sci
Experimental observation and spin texture of Dirac node arcs in tetradymite topological metals
我们报告了一个非平凡的自旋纹理的狄拉克节点弧，新的拓扑对象形成时，狄拉克锥的无质量粒子沿着一个开放的一维线在动量空间中延伸。我们发现，这样的状态是存在于所有的碲铋矿M $_2$ Te $_2$ X家族的化合物（M $=$ Ti，Zr或Hf和X $=$ P或As），无论弱或强的拓扑不变量的字符。因此，碲铋矿中的狄拉克节点弧是具有单个自旋极化节点弧的I型狄拉克系统的最简单可能的教科书示例。
2021-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Induced spin texture in semiconductor/topological insulator heterostructures
我们发现，半导体薄膜可以获得一个非平凡的自旋织构由于邻近效应诱导的拓扑绝缘体。该效应源于与拓扑表面态的耦合，即使绝缘体被掺杂也存在。我们提出了一种半导体/拓扑绝缘体异质结构作为一种设备，允许测量界面特性和探测未补偿样品的表面状态。我们还发现，拓扑绝缘体表面模式可以显着拓宽和移动的存在下，金属接触。
2011-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral and Topological Orbital Magnetism of Spin Textures
使用半经典的格林函数形式主义，我们发现出现的手性和拓扑轨道磁性在二维手性自旋纹理明确找到的轨道磁化的修正，成比例的纹理的梯度的权力。我们表明，在自旋轨道耦合的情况下，由此产生的轨道力矩可以理解为电子响应与实空间Berry曲率的新兴磁场。通过参考Rashba模型，我们证明了通过调整表面系统的参数，在自旋纹理中涌现的轨道磁性的工程可以为轨道电子学中的新概念铺平道路。
2017-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Layer-by-layer entangled spin-orbital texture of the topological surface state in Bi2Se3
我们用偏振相关角分辨光电子能谱（ARPES）和密度泛函理论计算方法研究了Bi_2Se_3晶体。我们发现，表面态狄拉克费米子的特点是层依赖的纠缠自旋轨道纹理，这是显而易见的，通过量子干涉效应。这解释了自旋分辨ARPES的自旋极化（范围从20%到85%）与唯象模型中假设的100%值之间的差异。它还提出了一种方法来探测拓扑绝缘体的内在自旋纹理，并通过适当选择光子能量、线性极化和入射角，从0到+/-100%连续操纵光电子和光电流的自旋极化。
2013-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ultrafast laser-driven topological spin textures on a 2D magnet
超快激光激发提供了一种高效和低功耗的替代方案，因为不同的磁性和拓扑自旋状态可以在飞秒（fs）制度触发和操纵。然而，它在很大程度上是未知的激光激发已经用于数据信息平台是否可以操纵最近发现的二维（2D）范德华（vdW）材料的磁性。在这里，我们表明，超短激光脉冲（30 $-$ 85 fs）不仅可以操纵2D-XY CrCl $_3$铁磁体的磁畴，但也诱导拓扑非平凡的介子和反介子自旋织构的形成和控制。我们观察到，这些自旋准粒子产生在$\sim$ 100 ps的激发后，显示丰富的动力学通过运动，碰撞和湮灭与整个表面的自旋波的发射。我们的研究结果突出了利用光子驱动力探索二维磁性材料的自旋纹理对磁光拓扑应用的实质性机会。
2022-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Inelastic-impurity-scattering-induced spin texture and topological transitions in surface electron waves
自旋手征二维电子气中磁性杂质的非弹性散射，例如，的Rashba系统，示出产生拓扑结构的变化，从散射中心发出的电子波的自旋纹理。虽然弹性散射引起了一个纯粹的面内自旋纹理的面内磁散射势，面外组件出现后激活的非弹性散射过程。这个属性导致的可能性，使平凡和平凡的自旋纹理的拓扑结构之间的控制过渡。
2015-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Design of spin-orbital-textures in ferromagnetic/topological insulator interfaces
本研究针对拓扑绝缘体自旋轨道织构的调控需求，探究CrI₃/Bi₂Se₃铁磁/拓扑绝缘体界面，通过从头算与参数化哈密顿模型揭示其各向异性输运与背散射特性，证实范德瓦尔斯TI/MI界面是调控拓扑态自旋自由度的优异平台。
2023-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multimodal Topological Textures Arising from Coupled Structural Orders in SrTiO$_3$
本研究通过第二原理模拟，在SrTiO$_3$中发现反铁畸变序可形成180°畴壁及涡旋等拓扑纹理，并伴随极化涡旋，将拓扑有序概念扩展至非极性结构自由度。
2025-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Direct observation of 3D topological spin textures and their interactions using soft x-ray vector ptychography
磁拓扑缺陷是一种能量稳定的自旋组态，其特征是对称性破缺。涡旋和skyrmions是两个著名的例子，二维自旋纹理，已积极研究的基本利益和实际应用。然而，3D自旋纹理的实验证据已经在很大程度上是间接的或定性的日期，由于定量表征它们在纳米体积内的困难。在这里，我们开发了软X射线矢量重叠图定量成像的三维磁化矢量场在一个挫折的超晶格与10 nm的空间分辨率。通过应用同伦理论的实验数据，我们量化的拓扑电荷的刺猬和反刺猬作为新兴的磁单极子和探测它们之间的相互作用的挫折超晶格。我们还直接观察到由磁惰性空隙产生的虚拟刺猬和反刺猬。我们希望这种新的定量成像方法将打开大门，研究在广泛的磁性材料的三维拓扑自旋纹理。我们的工作还表明，磁阻挫超晶格可以作为一个新的平台来研究刺猬相互作用和动力学，并利用优化的几何信息存储和传输应用。
2021-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Properties and dynamics of meron topological spin textures in the two-dimensional magnet CrCl3
Merons是一种非平凡的拓扑自旋纹理，与固态物理中的许多现象密切相关。尽管它们的重要性，直接观察这种涡旋准粒子是稀缺的，并已被限制在少数复杂的材料。在这里，我们显示了最近发现的二维（2D）CrCl 3在零磁场的出现的重子和反重子。我们展示了它们从对的产生，它们在亚稳畴壁上的扩散，以及导致大磁单畴的碰撞的整个演化过程。这两种准粒子在冷却过程中自发地稳定在发生面内磁挫折的区域。它们的动力学是由强的面内偶极相互作用和弱的面外磁各向异性之间的相互作用决定的，所述面外磁各向异性稳定了8-10 nm半径内的涡核。我们的研究结果推动了边界，目前已知的非平凡的自旋结构在二维磁体和开放令人兴奋的机会，通过拓扑准粒子控制磁畴。
2021-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nonequilibrium topological spin textures in momentum space
多体系统的非平衡态量子动力学是凝聚态物理的前沿，各种时间分辨光谱技术的最新进展继续揭示丰富的现象。角分辨光电子能谱（ARPES）作为一种强有力的技术，可以分辨激发后电子的能量、动量和自旋。然而，动量空间中自旋纹理的动力学仍然是未被探索的。在这里，我们从理论上证明了真正的或磁掺杂的拓扑绝缘体的光激发表面态显示出新颖的拓扑自旋织构，即，类似龙卷风的模式，在自旋分辨的ARPES中。我们系统地揭示了它的起源是一种独特的非平衡光致拓扑缠绕现象。由于物质和光的所有内在和外在拓扑螺旋度因子都以稳健和精细的方式嵌入，龙卷风图案不仅允许对如此重要的系统信息进行显着的层析成像，而且还允许各种独特的动量空间自旋纹理的二向色拓扑切换。这些结果为量子材料中非平衡拓扑自旋态的研究开辟了一个新的方向。
2022-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Engineering the dynamics of topological spin textures by anisotropic spin-orbit torques
将拓扑稳定的磁织构如Skyrmions作为纳米级信息载体集成到未来技术中需要通过电流进行可靠的控制。在这里，我们发现，相关的skyrmion霍尔效应，它描述了从当前的流动方向移动skyrmion的偏转，获得重要的修正，由于各向异性的自旋轨道转矩，改变拓扑自旋结构的动态。因此，我们提出了一个可行的手段操纵电流诱导运动的skyrmions和antiskyrmions。在此基础上，通过第一性原理计算和对称性论证，证明了在Ir/Co/Pt和Au/Co/Pt磁性多层膜中，自旋织构的运动可以通过材料设计来定制.我们的工作推进了对这些磁纹理的电流诱导动力学的理解，这是大量存储器和逻辑应用的基础。
2019-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Superconductivity Induced by Magnetic Texture Crystals
我们提出了一个详细的调查的拓扑相位和马约拉纳费米子（MF）的激发所产生的散装之间的相互作用（联合国）常规的一个/两个带自旋单态超导和一些磁性织构晶体。后者定义不均匀的磁化分布，其中包括一个重复的原始细胞。在这里，我们专注于磁性织构晶体的螺旋，漩涡，和skyrmion类型，具有独特的对称性的原始细胞。我们确定了众多的可访问的拓扑相位，港口单位，单向或双向，（准）螺旋，或手性MF边缘模式。这种丰富的多样性来源于拓扑相之间的相互作用与间隙和节体能谱。新兴的拓扑超导相的类型和出现的MF的特征完全由所谓的磁和配对点/空间群的性质和相容性决定。我们的分析是一般性的，并不依赖于这里所采用的模型的特定参数来描述变得可访问的拓扑场景。因此，我们的研究结果可以扩展到多个频段的系统，是相关的广泛的层状材料和混合设备，并提供强，弱和结晶拓扑相的预测。
2022-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Non-trivial spin-texture of the coaxial Dirac cones on the surface of topological crystalline insulator SnTe
本文采用第一性原理计算研究了拓扑晶体绝缘体SnTe的非平凡表面态及其自旋织构。[001]表面上的表面态色散呈现出四个Dirac-cone，中心位于镜面和表平面的相交处。我们提出了一个简单的模型，两个相互作用的同轴狄拉克锥来描述的表面态色散和相关的自旋纹理。虽然由于晶体和时间反转对称性，面外自旋极化为零，但由于两个同轴狄拉克锥的相互作用，面内自旋织构显示出螺旋性和一些扭曲，表明非平凡的镜像陈氏数为-2，不同于$Z_{2}$拓扑绝缘体（如Bi/Sb合金或Bi $_2$ Se $_3$）中的值-1。表面态色散和它的自旋织构将提供一种实验上可获得的方法来确定非平凡的镜像陈氏数。
2013-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Texture- and Stress-Dependent Electromechanical Response in Ferroelectric PZT: Insights from a Micromechanical Model
本文构建耦合织构、残余应力、四方/菱方畴翻转及相间转变的PZT细观力学模型，复现关键压电响应趋势并提供开源MATLAB设计工具。
2025-05-16 cond-mat.mtrl-sci
Voltage-controlled topological spin textures in the monolayer limit
National Engineering Research Center of Electromagnetic Radiation Control Materials, School of Electronic Science and Engineering, University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学电磁辐射控制材料工程研究中心电子科学与工程学院）；Key Laboratory of Multi Spectral Absorbing Materials and Structures of Ministry of Education, School of Electronic Science and Engineering, University of Electronic Science and Technology of China（教育部多光谱吸收材料与结构重点实验室电子科学与工程学院电子科技大学）；School of Physics and State Key Laboratory of Electronic Thin Films and Integrated Devices, University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学物理学院电子薄膜与集成器件国家重点实验室）；Laboratory of Advanced Materials, Department of Materials Science, Collaborative Innovation Center of Chemistry for Energy Materials(iChEM), Fudan University（复旦大学材料科学系先进材料实验室能源化学协同创新中心）；School of Physics, Zhengzhou University（郑州大学物理学院）；Institute of Quantum Materials and Physics, Henan Academy of Sciences（河南省科学院量子物质与物理研究所）
本研究通过电压控制实现二维极限中拓扑自旋纹理的操控，为探索拓扑相变和新型信息科技提供新途径。
2026-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Symmetry of the emergent inductance tensor exhibited by magnetic textures
本研究通过解析与数值方法揭示，在绝热极限下磁性织构的涌现电感张量为对称张量，并结合对称操作表征了能产生横向电感响应的磁性织构，为探索新型电感器的横向响应提供了理论基础。
2023-09-14 cond-mat.mtrl-sci
Mapping the unconventional orbital texture in topological crystalline insulators
新发现的拓扑晶体绝缘体（TCI）具有复杂的能带结构，包括多个狄拉克锥。这些材料是潜在的高度可调的外部电场，温度或应变，并可能找到未来的应用在场效应晶体管，光电探测器，和纳米机械系统。理论上，已经预测不同的狄拉克锥，在能量和动量空间上偏移，可能具有非常不同的轨道特征，如果实验实现，这一独特的性质将为实现新的自旋电子器件提供理想的平台。然而，狄拉克锥的轨道纹理，这是非常重要的，在确定各种材料的性质，仍然是难以捉摸的TCIs。在这里，我们揭示了一个原型TCI铅$_{1-x}$锡$_x$硒的轨道纹理。利用傅里叶变换（FT）扫描隧道谱（STS）测量了表面态电子散射产生的干涉图样。我们发现FTs的强度和能量依赖性表现出明显的特征，这可以直接归因于轨道效应。我们的实验揭示了涉及两个Lifshitz跃迁的复杂能带拓扑结构，并建立了这类新拓扑材料中Dirac带的轨道性质，这可能为未来的量子应用提供不同的途径。
2013-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Atomic scale visualization of topological spin textures in the chiral magnet MnGe
自旋极化扫描隧道显微镜被用来直接成像的薄膜的MnGe的拓扑磁性纹理，并在原子尺度上探测的磁性与结构相关联。我们的图像表明螺旋条纹域，其特征在于由一个单一的波矢Q，和它们相关的helmagnetic域壁，在对比中看到的3Q磁状态的散装。结合我们的表面测量与微磁建模，我们推导出的螺旋波矢量的三维取向，并获得详细的了解个别畴壁的结构及其交叉点。我们发现，三个螺旋域满足在两个不同的方式产生一个“目标样”或“π样”的拓扑自旋纹理，并将这些与表面上的局部应变。我们进一步表明，目标状纹理可以通过电流/电压脉冲或施加磁场，一个有前途的一步走向未来的应用程序可逆地操纵。
2020-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Oxide spin-orbitronics: spin-charge interconversion and topological spin textures
量子氧化物材料具有源于晶格、电荷、自旋和轨道自由度之间的相互作用的广泛性质，其中电子相关性通常起重要作用。从历史上看，自旋轨道耦合很少是氧化物的主要能量尺度。然而，它最近走到了最前沿，释放出各种与真实和倒易空间拓扑结构有关的奇异现象，这些现象可能会被自旋电子学所利用。本文综述了氧化物自旋-轨道电子学这一新领域的最新进展，重点介绍了自旋霍尔效应和Edelstein效应引起的自旋-电荷相互转换，以及自旋拓扑织构（如Skyrmions）的产生和观测。我们强调控制自旋轨道驱动的铁电效应，并给出了该领域的前景。
2021-03-30 cond-mat.mtrl-sci
Stable topological textures in a classical 2D Heisenberg model
我们证明了在具有单轴各向异性的铁磁体的经典二维海森堡模型中存在稳定的具有$π_2$拓扑荷$ν\geq 1$的局域拓扑孤子织构（skyrmions）。对于这个模型，孤子的存在，只有当束缚磁振子的数量超过某个阈值$N_{\rm cr}$依赖于$ν$和有效各向异性常数$K_{\rm eff}$。我们将孤子相图定义为阈值能量和束缚磁振子数对各向异性常数的依赖关系。$ν=1$和$ν>2$的相边界线都是单调的，而含$ν=2$的孤子表现出特殊的非单调行为，决定了从低拓扑荷到高拓扑荷的过渡区.特别地，每个拓扑电荷的孤子能量（拓扑能量密度）既不针对$ν=1$也不针对高电荷实现最小值，而是针对中间值$ν=2$或$ν=3$实现最小值。
2009-01-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Chiral magnetic textures in Ir/Fe/Co/Pt multilayers: Evolution and topological Hall signature
Skyrmions是拓扑保护的，二维的，局部的刺猬和旋转的螺旋。skyrmions最初是作为核相互作用的场论中的一个概念而发明的，它是凝聚态物质中广泛现象的核心。它们在室温（RT）下在磁性多层膜中的实现产生了相当大的兴趣，受到技术前景和对基本问题的访问的推动。Skyrmion与载流子的相互作用产生了奇异的电动力学，如拓扑霍尔效应（THE），霍尔对出现的磁场的响应，Skyrmion贝里相的表现。THE可以用来探测Skyrmion的提议需要进行定量测试。为此，必须全面了解skyrmion和其他手性纹理及其电指纹。在这里，使用霍尔传输和磁成像，我们跟踪的演变的磁性纹理和他们的签名在技术上可行的多层膜作为温度（$T$）和平面外施加的磁场（$H$）的函数。我们发现，拓扑霍尔电阻率（$ρ_\mathrm{TH}$）的规模与密度的孤立skyrmion（$n_\mathrm{sk}$）在很宽的范围内的$T$，确认的影响的skyrmion贝里阶段的电子输运。我们发现，在较高的$n_\mathrm{sk}$ skyrmions集群成蠕虫进行相当大的拓扑电荷，不像拓扑平凡的自旋螺旋。虽然我们建立了一个定性协议之间的$ρ_\mathrm{TH}(H,T)$和面密度的拓扑电荷$n_\mathrm{T}(H,T)$，我们详细的定量分析表明，一个更大的$ρ_\mathrm{TH}$比流行的理论预测观察到的$n_…
2018-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferroelectric Properties and Topological Polar Textures of PbTiO$_3$ from a Second-Principles Open-Source Interatomic Potential
本文提出一种开源全原子第二性原理原子间势，用于准确模拟PbTiO3的畴壁动力学和拓扑纹理形成，为大规模高精度铁电材料模拟提供高效框架。
2025-06-10 cond-mat.mtrl-sci
Spin torques and anomalous velocity in spin textures induced by fast electron injection from topological ferromagnets: The role of gauge fields
提出分析拓扑铁磁源快速电子注入下自旋纹理磁化动力学的新方法，揭示规范场与相对论偶极矩产生的类阻尼/反类阻尼转矩及类似拓扑霍尔效应的反常速度。
2023-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Properties of Electrons in Honeycomb Lattice with Kekulé Hopping Textures
蜂窝晶格可以支持具有狄拉克能量色散的电子态，石墨烯作为图标。我们提出通过将蜂窝格点的六个相邻位置分组为六边形，并增强六边形内的跳跃能量来获得非平凡拓扑。我们发现，这种操作打开了一个缺口的能量分散和驱动系统的拓扑状态。非平凡拓扑的特征在于$\mathbb{Z}_2$指数与从凯库勒跳跃织构的$C_6$对称性中出现的伪时间反演对称性相关，其中六边形“人造原子”上容纳的轨道的角动量表现为赝自旋。拓扑能隙的大小与跳跃积分差成比例，其可以比典型的自旋轨道耦合大几个数量级，并且可能使拓扑电子输运在高温下可用。
2015-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topologically Protected Dynamics of Spin Textures
我们研究了薄磁性纳米线中自旋织构的电流诱导动力学。我们推导出有效的运动方程描述与拓扑缺陷的畴壁软模式的动力学。由于磁畴壁是拓扑对象，因此这些方程是通用的并且仅取决于少数参数。我们得到了具有Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的铁磁线中的自旋螺旋畴壁结构和临界电流对这种相互作用的依赖关系。我们还找到了最有效的方式来移动的畴壁的谐振电流脉冲，并提出了一个程序来确定其动态通过测量移动畴壁引起的电压。基于非恒定的纳米线，我们展示了如何使未来的磁存储纳米器件更加节能。
2015-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unusual topological polar texture in moiré ferroelectrics
本文利用PFM在扭曲hBN中观测到极性半子与反半子网络及畴壁三次极性反转，并通过理论模拟揭示其源于莫尔铁电性与压电性竞争，为莫尔铁电体极性织构提供实验证据。
2024-12-25 cond-mat.mtrl-sci
Topological magnetic-spin textures in two-dimensional van der Waals Cr2Ge2Te6
二维（2D）范德华（vdW）材料显示出一系列深刻的物理性质，这些物理性质可以通过将其并入异质结构中来定制并且用外力来操纵。最近发现的长程铁磁顺序下降到原子层提供了一个额外的自由度，在工程二维材料及其异质结构器件的自旋电子学，谷电子学和磁性隧道结开关。在这里，使用直接成像的低温洛伦兹透射电子显微镜，我们表明，拓扑非平凡的磁自旋态，skyrmionic气泡，可以实现剥离绝缘2D vdW Cr2Ge2Te6。由于偶极相互作用和单轴磁各向异性之间的竞争，通过沿面外方向施加磁场的场冷却，出现了六方堆积的纳米尺度气泡晶格。尽管由于布洛赫线的成对形成和湮灭而产生的条纹畴中的一系列拓扑自旋纹理，具有单手征的气泡晶格是普遍的。我们在vdW材料中观察到的拓扑非平凡的同手性skyrmionic气泡为在原子级薄绝缘体中研究新型量子态提供了一条新的途径，用于磁电子和量子器件。
2019-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Mirror winding number and helical edge modes in honeycomb lattice with hopping-energy texture
我们说明了可能的拓扑相在蜂窝晶格与纹理之间的电子跳跃能量最近邻的网站，并表明它们的特点是密切相关的手征（或子晶格）对称性的镜像绕组数。给出了带状几何中零能边缘模的解析波函数，将其划分为偶数扇区和奇数扇区，并在有限动量下演化为拓扑螺旋边缘态.有趣的是，我们的研究结果表明，为了实现拓扑相位可以装饰的方式自适应批量跳跃纹理的边缘。这为从拓扑学角度裁剪石墨烯开辟了一条新的途径。
2016-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic topological textures in nonorientable surfaces
研究非定向表面中磁拓扑纹理的拓扑和动态行为，揭示几何对磁化动力学的影响，并提出曲率工程的自旋电子功能方法。
2025-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring composite skyrmionic spin textures in an above-room-temperature ferromagnet Fe3-xGaTe2
本文通过磁力显微镜研究非化学计量比Fe3-xGaTe2中铁缺乏诱导的斯格明子自旋纹理演化，建立拓扑转变路径模型，并在室温下可控实现了斯格明子ium、斯格明子袋和袋态等复合拓扑自旋纹理。
2025-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Texture as Polarization Fingerprint of Halide Perovskites
卤化物钙钛矿材料由于具有强的自旋轨道耦合和极化场，被认为是光电子学、自旋轨道电子学和拓扑电子学中有前途的一类材料。在这里，我们开发了一个哈密顿使用准简并微扰理论来描述极化场驱动的能带结构和独特的拓扑相位，如狄拉克半金属环的通用类卤化物钙钛矿，包括无机和混合成员。通过这个理论模型得到的自旋织构捕捉到了微小的极化效应，因此可以作为一种现代工具来确定对自旋轨道电子学有重要影响的极化场方向。分析提出了混合自旋纹理的概念混杂的拓扑量子相变下的价带和导带的影响，和自旋纹理二进制的自旋对齐反转之间的域在动量空间与尖锐的边界。结果通过密度泛函计算进行了验证。
2022-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Topological magnon modes on honeycomb lattice with coupling textures
拓扑磁振子模式预计将是有用的新的应用，如强大的信息传播，因为它们是免疫后向散射和强大的抗无序。虽然有几个拓扑磁振子模式的理论建议和越来越多的实验努力，实现他们现在，它仍然是可取的补充见解，这一重要现象。在这里，我们提出了一种新的方案来实现拓扑磁振子，其中只需要蜂窝晶格上的最近邻交换耦合。在铁磁体和反铁磁体中，六方晶胞之间和内部的调谐交换耦合引起拓扑状态，伴随着p-轨道和d-轨道之间的带反转，如磁振子模式。拓扑磁振子模出现在拓扑域和平凡域之间的界面上，磁振子流依赖于磁振子模的轨道角动量产生的赝自旋反向传播。这模拟了量子自旋霍尔效应中的自旋-动量锁定现象。
2021-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Selective Control of Surface Spin Current in Topological Materials based on Pyrite-type OsX2 (X = Se, Te) Crystals
拓扑材料拥有强大的表面状态，这可能成为未来电子器件的基础。由于这种状态的自旋被锁定在动量上，因此它们对自旋电子学应用特别感兴趣。因此，如果要在未来的技术中利用自旋纹理，了解拓扑非平凡材料表面态的自旋纹理，并能够操纵它们的极化，是必不可少的。在这里，我们使用第一性原理计算表明，黄铁矿型晶体OsX 2（X= Se，Te）是一类拓扑材料，可以主机表面态的自旋极化，可以是在平面内或面外。我们表明，形成的低能态的能量和方向相关的自旋纹理的（001）表面上的这些材料是从一个拓扑平凡的非平凡的状态，诱导自旋轨道相互作用的转换的结果。这些表面态的非常规自旋纹理具有在局部对称性保护的动量空间中的面内到面外自旋极化转变。此外，表面自旋方向和幅度可以在特定的能量范围内选择性地过滤。我们演示了一类新的拓扑材料与可控的自旋纹理提供了一个平台，为实验人员检测和利用非常规的表面自旋纹理在未来的自旋为基础的纳米电子器件。
2019-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Shift photocurrent vortices from topological polarization textures
本文提出通过非线性光学响应探测扭曲双层vdW铁电体中的拓扑极化织构，发现位移光电流形成实空间涡旋，且与极化场反平行，为实验观测提供了新策略。
2025-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Topological Surface States Protected From Backscattering by Chiral Spin Texture
拓扑绝缘体是一类新的绝缘体，它通过强自旋轨道耦合产生电子激发的体隙。这些新型材料与普通绝缘体的区别在于存在无间隙金属边界态，类似于量子霍尔系统中的手性边缘模式，但具有非常规的自旋纹理。最近，实验和理论研究为二维和三维拓扑绝缘体及其在半导体量子阱结构和几种Bi基化合物中的新颖边缘态和表面态提供了强有力的证据。这些自旋纹理边界态的一个关键特征是它们对自旋无关散射不敏感，这可以保护它们免受反向散射和局部化的影响。这些手征态对于基于自旋的电子学是潜在有用的，其中长自旋相干性是关键的，并且还对于量子计算应用是潜在有用的，其中拓扑保护可以实现容错信息处理。在这里，我们使用扫描隧道显微镜（STM）可视化的三维拓扑绝缘体BiSb的无隙表面状态，并检查他们的散射行为所造成的无序在这个化合物中的随机合金化。结合STM和角分辨光电子能谱，我们表明，尽管强原子尺度的无序，反向散射状态的相反的动量和相反的自旋是不存在的。我们对自旋选择性散射的观察表明，这些状态的手性性质保护了载流子的自旋，因此它们有可能用于自旋电子器件中的相干自旋输运。
2009-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Phase-Singularity Control of Topological Acoustic Spin Textures
College of Physical Science and Technology, Yangzhou University（扬州大学物理科学与技术学院）
本文提出基于声学自旋的新型拓扑声学自旋纹理框架，通过实验展示稳定的声学自旋梅龙晶格，并揭示相奇点在声学自旋形成中的作用，以及相位差对拓扑准粒子极化和强度调节的影响。
2026-09-07 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Topological electronic structure and spin texture of quasi-one-dimensional higher-order topological insulator Bi4Br4
本文利用高分辨率ARPES系统研究了准一维高阶拓扑绝缘体候选材料Bi4Br4，在（100）表面观测到带隙表面态及带隙内铰链态，证实其高阶拓扑相，并展示了一维自旋-动量锁定电流的应用前景。
2023-11-06 cond-mat.mtrl-sci
Topological spin textures in an antiferromagnetic monolayer
University of Hamburg（汉堡大学）；University of Kiel（基尔大学）；Zernike Institute for Advanced Materials, University of Groningen（格罗宁根大学泽尼克先进材料研究所）
本研究通过自旋极化扫描隧道显微镜在反铁磁单层中观察到拓扑自旋结构，并通过计算和模拟揭示其稳定机制及调控方法。
2026-11-02 cond-mat.mtrl-sci
Swirling topological textures of polarization in bulk relaxor ferroelectrics
本研究通过整合多种实验数据的结构精修框架，揭示了经典弛豫铁电体PbMg1/3Nb2/3O3-PbTiO3中偏振的纳米尺度关联，发现其体相立方态极性结构由重叠各向异性体积构成，产生含merons的旋涡拓扑结构，涡旋位置与成分不均匀性引起的电荷梯度及退极化场相关。
2025-02-25 cond-mat.mtrl-sci
A Strategy Toward Room Temperature Topological Hall Effect via Local Moment Magnetism
Rice University（莱斯大学）；Boston College（波士顿学院）；University of Houston（休斯顿大学）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；Canadian Institute for Advanced Research（加拿大高级研究所）
本研究提出通过室温附近有序的稀土磁体实现高温拓扑自旋纹理的策略，在Gd₅Pb₃中观测到远超同类体系的拓扑霍尔效应，为近室温拓扑自旋纹理研究提供了新路径。
2026-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Polarization textures in crystal supercells with topological bands
本文提出一种适用于拓扑非平庸能带系统的局部极化定义，引入 semilocal hybrid polarizations，证明在非零 Chern number 系统中实空间极化纹理可与能带拓扑共存。
2024-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Texture Control and Magnetic Gap Engineering in a Ferromagnetic Insulator-Topological Insulator Sandwiched Heterostructure
本研究针对铁磁绝缘体-拓扑绝缘体三明治异质结的能隙起源不明问题，通过自旋分辨角分辨光电子能谱证实能隙的磁性起源，实现小磁场下自旋态调控，发现远离Γ点处手性自旋织构仍保留，为相关量子技术提供支撑。
2025-10-29 cond-mat.mtrl-sci
