A Perspective on Magnon Spin Nernst Effect in Antiferromagnets
反铁磁材料中的磁振子激发及其物理意义使铁磁体中没有的新器件概念成为一个新的研究领域。反铁磁振子的一个独特的特性是相反的自旋极化的共存，它模仿了电子自旋在各种输运现象。其中，最突出的自旋对比现象是磁振子自旋能斯特效应（SNE），它是指通过纵向温度梯度产生横向纯磁振子自旋流。本文介绍了共线反铁磁体中磁振子SNE的研究进展，重点介绍了其物理机制和磁振子能带结构的拓扑特征。通过回顾磁振子SNE如何激发和丰富了拓扑磁振子的探索，我们提供了我们的观点，这个新兴的前沿，在未来的自旋电子纳米技术的潜力。
2022-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
ErMn$_6$Sn$_6$: A Promising Kagome Antiferromagnetic Candidate for Room-Temperature Nernst Effect-based thermoelectrics
本文研究Kagome磁体ErMn$_6$Sn$_6$，发现其在反铁磁相中展现拓扑与反常能斯特效应，300 K和3 T下系数达1.71 μV/K，优于多数倾斜反铁磁材料，为室温能斯特热电设备提供候选。
2025-04-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Controllable anomalous Nernst effect in an antiperovskite antiferromagnet
反常能斯特效应（Anomalous Nernst effect，ANE）是由纵向温度梯度产生横向电压的一种效应，由于其在热电转换中的潜力以及与能带结构的Berry曲率密切相关，近年来引起了人们的广泛关注。反铁磁体中的ANE（ANE in Antiferromagnets，AFM）避免了铁磁体的杂散场，具有实现高效、密集集成热电堆的优势。在这里，我们报告的ANE在反钙钛矿非共线原子力显微镜Mn3SnN实验观察，这是由位于费米能级附近的Weyl点的增强Berry曲率触发。考虑到反钙钛矿结构Mn 3SnN具有丰富的磁性相变，我们通过双轴应变来调制非共线AFM组态，从而使我们能够控制其ANE。我们的研究结果提供了一类潜在的材料，以探索非共线AFM的Weyl物理，以及实现反铁磁自旋热电子学，具有良好的前景，能量转换和信息处理。
2022-01-14 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic spin Nernst effect of magnons in a noncollinear antiferromagnet
研究了非共线反铁磁绝缘体中的内禀磁振子自旋电流。我们引入了非共线反铁磁体中的磁振子自旋流的定义，发现它一般是不守恒的，但对于某些对称性和自旋极化，非守恒项的平均效应可以消失。我们建立了非共线反铁磁体中磁振子在温度梯度作用下的一般线性响应理论，并分析了对称性对响应张量的影响。我们将这一理论应用于单层钾铁黄钾铁矾KFe $_3$（OH）$_6$（SO $_4$）$_2$，并预测了可测量的自旋电流响应。
2019-10-24 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
Giant anomalous Hall and Nernst effect in magnetic cubic Heusler compounds
磁性和拓扑结构的相互作用为奇异的线性响应效应提供了可能性，例如异常霍尔效应和异常能斯特效应，这些效应可以通过在电子结构中设计强的贝瑞曲率来强烈增强。甚至有可能利用这一点在高温下通过降低维度来创建量子反常霍尔态。磁性Heusler化合物是用于此目的的一类有前途的材料，因为它们生长在薄膜中，具有高居里温度，并且它们的电子结构具有强拓扑特征。在这里，我们提供了一个全面的研究磁性立方全Heusler化合物的固有异常传输，我们说明了几个Heusler化合物优于迄今为止报道的最好的材料。结果揭示了对称性的重要性，特别是镜像平面，结合磁性对巨反常霍尔效应和能斯特效应的影响，这对于线性响应（自旋霍尔效应，自旋轨道力矩等）是普遍有效的。由内在贡献主导。
2020-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Nernst effect in the noncollinear antiferromagnet Mn$_5$Si$_3$
本文测量非共线反铁磁体 Mn$_5$Si$_3$ 单晶的反常能斯特效应，发现25 K以下零场信号变号，并伴随霍尔信号与剩余磁化下降，归因于低温磁矩重排。
2024-05-06 cond-mat.mtrl-sci
Giant Anomalous Nernst Effect in Noncollinear Antiferromagnetic Mn-based Antiperovskite Nitrides
反常能斯特效应（ANE）--在导电铁磁体或反铁磁体中由纵向热流产生横向电压--是自旋热电子学中热电发电的一种有吸引力的方法。反铁磁体中的ANE特别便于制造高效和密集集成的热电堆，因为热电模块的横向配置增加了热源的覆盖范围，而不会受到铁磁体固有的杂散场的影响。在这项工作中，使用第一性原理计算结合群论分析，我们系统地研究了非共线反铁磁Mn基反钙钛矿氮化物Mn $_{3}X$ N（$X$ = Ga，Zn，Ag和Ni）中的自旋有序相关的ANE。Mn $_{3}X$ N中的ANE在R1相中被对称性禁止，但在R3相中达到最大值。在所有Mn $_{3}X$ N化合物中，Mn $_{3}$ NiN在200 K下呈现最显著的异常能斯特电导率1.80 AK $^{-1}$ m $^{-1}$，如果施加应变、电场或磁场，则可以进一步增强。Mn $_{3}$ NiN中的ANE比著名的Mn $_{3}$ Sn中的ANE大一个数量级，是迄今为止在反铁磁体中发现的最大的ANE。Mn $_{3}$ NiN中的巨ANE起源于反常霍尔电导率在费米能级处的陡峭斜率，这可以从Mott关系式中得到很好的理解。我们的研究结果为实现反铁磁自旋热电子学提供了一种新的主体材料，在能量转换和信息处理方面有着令人兴奋的应用前景。
2020-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Giant anomalous Nernst effect in the magnetic Weyl semimetal Co3Sn2S2
在铁磁固体中，即使没有磁场，纵向温度梯度也能产生横向电压。反常霍尔效应（AHE）的热电对应物被称为反常能斯特效应（ANE）。预期与自发磁化成比例，这两种效应的出现是因为费米能处的贝里曲率。本文报道了在新发现的磁性Weyl半金属Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$晶体中观察到的巨大ANE。霍尔电阻率和能斯特信号都在阈值场处表现出急剧的跳跃，并在铁磁转变温度以下表现出明显的滞后回线。ANE信号峰值的最大值约为5 miuV/K，这与在任何磁性材料中看到的最大值相当。此外，反常的横向热电电导率在70 K时变得大到约10 A/K·m，这是已知半金属中最大的。观察到的ANE信号比根据磁化强度预期的大得多。
2018-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall and Nernst Effects in FeRh
具有可调相变的反铁磁体在未来的自旋电子学应用中具有广阔的前景。我们研究了FeRh薄膜的自旋相关输运性质，该薄膜表现出温度驱动的反铁磁-铁磁相变。在MgO（001）衬底上外延生长的FeRh薄膜表现出明显的磁性和电子相变。通过在很宽的温度范围内进行反常霍尔效应和反常能斯特效应的测量，我们证明了热驱动跃迁在相变的两侧表现出明显不同的横向输运。特别地，观察到异常霍尔和能斯特信号的符号变化。
2020-12-28 cond-mat.mtrl-sci
Large Nernst Effect in a layered metallic antiferromagnet EuAl$_2$Si$_2$
本研究在层状金属反铁磁体 EuAl$_2$Si$_2$ 中观测到 8 K、13 T 下 130 μV/K 的大能斯特信号，并将其归因于电子/空穴能带补偿及费米能级附近高迁移率 Weyl 能带。
2024-07-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrically tunable giant Nernst effect in two-dimensional van der Waals heterostructures
本研究通过构建石墨烯/硒化铟范德华异质结，实现了电可调的巨型能斯特效应，获得10^3的开/关比与创纪录的低温能斯特系数，为热电效应调控及低温量子相关应用提供了新平台。
2024-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant Nernst effect and bipolarity in the quasi-one-dimensional metal, Li(0.9)Mo(6)O(17)
准一维金属Li（0.9）Mo（6）O（17）的能斯特系数是已知最大的金属之一（在T~ 20 K时约为500 microV/KT），并且在很宽的温度范围内比玻尔兹曼理论的载流子扩散预期值提高了几个数量级。相对较小的塞贝克系数意味着Li（0.9）Mo（6）O（17）是双极性的，具有大的、相反符号的部分塞贝克系数。在T~35- 50 K范围内，在高磁场下发现了很大的热磁优值ZT~0.5。
2012-01-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous Nernst thermopower and giant magnetostriction in microwave synthesized La0.5Sr0.5CoO3
铁磁金属氧化物在自旋热器件中具有潜在的应用，该自旋热器件利用载流子的自旋性质通过自旋塞贝克效应或反常能斯特效应或两者来进行热和电的相互转换。本文采用微波辐射法合成了La_（0.5）S_（0.5）CoO_3多晶样品，研究了样品的横向热电势（能斯特热电势）和线尺寸（焦耳磁致伸缩）对外部磁场的响应。此外，磁化强度，电阻率的温度依赖性，和纵向塞贝克系数（Sxx）在没有外部磁场的情况下，也进行了测量。样品是铁磁性的，居里温度TC = 247 K，并显示出类似金属的电阻率高于和低于TC与Sxx的负号表明电荷传输由于电子。磁场依赖性的能斯特热电势（Sxy）在一个固定的温度下显示出一个快速增加，在低场和饱和的倾向，在高场一样的磁化。从测量的总Sxy中提取了对Sxy的异常贡献，并且在180 K时，H = 50 kOe时，其表现出约0.21 microV/K的最大值，这与在较低Sr含量的单晶中发现的值相当。焦耳磁致伸缩是正的，即，样品的长度沿着磁场的方向扩展，并且即使在50 kOe也不饱和。磁致伸缩随温度的降低而增加，并在T = 40 K及以下达到最大值500 ppm。同时存在的反常能斯特热电势和巨磁致伸缩在单一化合物中分别具有潜在的应用于热能收集和低温致动器。
2021-07-24 cond-mat.mtrl-sci
Exchange splitting as a descriptor for giant anomalous Hall and Nernst effects in ferromagnets
National Institute for Materials Science (NIMS)（物质材料研究机构）；Zhejiang Key Laboratory of Magnetic Materials and Applications, 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磁材料与应用浙江省重点实验室）；Kyoto Institute of Technology（京都工艺纤维大学）
本研究以2251种化学取代的四方L1₀合金为对象，发现母体化合物的交换分裂是调控巨大贝里曲率驱动输运响应的关键描述符，预测了两种合金的巨大反常输运响应值。
2026-08-27 cond-mat.mtrl-sci
Magnon-induced Giant Anomalous Nernst Effect in Single Crystal MnBi
热电模块是一种很有前途的能量收集和高效冷却方法。除了纵向Seebeck效应，最近利用反常能斯特效应（ANE）的横向器件引起了人们的兴趣。对于高转换效率，要求材料应具有大的ANE热电功率和低电阻，其产物是ANE电导率。ANE通常用Berry曲率的内在贡献来解释。我们的观察表明，外部贡献也很重要。对MnBi单晶的研究表明，在80 K时，在0.6 T下，其ANE热电势高达10 $μ$ V/K，横向热电导率超过40 A/Km。从理论计算的洞察力，我们把这个大ANE主要归因于一个新的平流磁振子的贡献所产生的磁振子电子自旋角动量转移。我们认为，在铁磁材料中引入大的自旋轨道耦合可以通过磁振子的非本征贡献来增强ANE。
2021-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Giant Nernst Angle in Self-Intercalated van der Waals Magnet Cr$_{1.25}$Te$_2$
本研究报道了自插层范德华磁体Cr$_{1.25}$Te$_2$的输运性质，发现其具有巨能斯特角（~37%）和显著拓扑能斯特效应，归因于非共面自旋织构的实空间贝里相位，使其成为先进热电器件的候选材料。
2024-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Giant spin Nernst effect in a two-dimensional antiferromagnet due to magnetoelastic coupling-induced gaps and interband transitions between magnon-like bands
该研究理论分析FePS3二维反铁磁体中磁弹耦合诱导能隙及带间跃迁产生巨自旋能斯特效应，揭示零磁场下大自旋能斯特电导率，为太赫兹拓扑输运提供平台。
2023-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant anomalous Hall and Nernst conductivities in magnetic all-$d$ metal Heusler alloys
全$d$ Heusler是一类新型化合物，其结合了多功能性，例如热响应和自旋电子学，并具有增强的机械性能。尽管在具有$p$ - $d$杂化的常规Co $_2$ XY Heuslers中显示出有希望的输运性质（反常Hall（AHC）和反常能斯特（ANC）电导率），但仅具有$d$ - $d$杂化的全$d$ Heuslers为寻找具有突出输运性质的新候选者打开了新的视野。在这项工作中，我们评估的AHC和ANC的结晶稳定的铁/亚铁磁性的全- $d$ -金属规则的Heusler化合物的基础上高通量的第一性原理计算。据观察，相当多的材料表现出巨大的AHC和ANC，如立方Re $_2$ TaMn，其AHC为2011 S/cm，和四元Pt $_2$ CrRh，其AHC为1966 S/cm，ANC为7.50 A/mK。电子结构的综合分析表明，高的AHC可以归因于费米能级附近的Weyl节点或带隙的节线的出现。这些输运性质和价电子数之间的相关性也进行了深入的研究，这提供了一个实际的指导，通过化学掺杂横向热电应用定制AHC和ANC。
2023-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Large anomalous Nernst effect at room temperature in a chiral antiferromagnet
铁磁导体中的温度梯度可以在垂直于磁化和热流的方向上产生自发的横向电压降。这种反常能斯特效应（ANE）被认为与磁化强度成正比，因此只在铁磁体中观察到，而最近的理论表明ANE提供了费米能$E_{\rm F}$处的Berry曲率的测量。本文报道了在手性反铁磁体Mn $_3$ Sn中观察到的零场大ANE。尽管具有非常小的磁化强度$\sim 0.002$ $μ_{\rm B}/$ Mn，但在室温下零场下的横向塞贝克系数为$\sim 0.35~μ$ V/K，并且在200 K下达到$\sim 0.6~μ$ V/K，与铁磁金属已知的最大值相当。我们的第一性原理计算表明，大ANE来自一个显着增强的Berry曲率与附近的外尔点$E_{\rm F}$。ANE在几何上便于热电发电，因为它使模块的横向配置能够有效地覆盖热源。我们对反铁磁体中大ANE的观察为开发一类新的热电材料铺平了道路，该材料使用拓扑磁体来制造高效，密集集成的热电堆。
2017-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low Temperature Suppression of the Spin Nernst Angle in Pt
通过测量横自旋能斯特磁热电势（TSNM），我们证明了由反铁磁绝缘体赤铁矿（$α$ O $_3$）和Pt组成的双层膜中Pt自旋能斯特角的低温抑制.我们发现，所观察到的信号源于界面自旋积累之间的相互作用，在Pt源于自旋能斯特效应和Néel矢量的$α$ -Fe $_2$ O $_3$的取向，而不是其净磁化。由于后者在反铁磁体中可以忽略不计，因此我们的设备优于铁磁结构，可以明确区分TSNM与热激发磁振子传输（TMT），TMT通常在铁/铁磁体中占主导地位，因为它们的非零磁化。评估的温度依赖性的效果，我们观察到一个消失的TSNM低于100 K。我们比较这些结果与温度相关的自旋能斯特电导率的理论计算，并找到很好的协议。这为Pt在低温下自旋能斯特角的消失和非本征贡献对自旋能斯特效应的主导作用提供了证据。
2021-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scalable Nernst Thermoelectric Power using a Coiled Galfenol Wire
在大多数金属中，能斯特热电势通常被认为太弱而不能进行废热回收。然而，它的横向取向使其优于非平坦表面上的塞贝克效应。在这里，我们实验证明了可扩展的能斯特电压的产生在空气冷却的金属丝盘绕在一个热的气缸。在这种几何结构中，径向温度梯度在线圈中产生方位角电场。将Galfenol（Fe $_{0.85}$ Ga $_{0.15}$）线缠绕在筒式加热器周围，并且测量作为轴向磁场的函数的线两端的电压降。正如预期的那样，能斯特电压与导线的长度成线性比例。基于热传导方程和流体动力学方程，采用有限元法计算了Galfenol线的温度梯度，确定了能斯特系数。一个巨大的能斯特系数-2.6 $μ$ V/KT在室温下的估计，与散装Galfenol的测量结果一致。我们预计，在Galfenol的巨大能斯特效应产生的磁致伸缩，大概是通过增强的磁振子-声子耦合。我们的研究结果表明，横向热电发电机的可行性，能够从非平面热源可扩展的输出功率。
2017-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Gapped nodal planes drive a large topological Nernst effect in a chiral lattice antiferromagnet
本文结合热电输运实验与含六百余个Wannier轨道的模型，揭示CoNb3S6中有隙节面产生的涌现磁场热点驱动大自发能斯特效应。
2024-05-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The giant anomalous Hall and Nernst effects in Kagome permanent magnets RCo5
School of Physics & Astronomy and Center for Advanced Quantum Studies, Beijing Normal University（北京师范大学物理与天文学学院及先进量子研究中心）；Key Laboratory of Multiscale Spin Physics (Ministry of Education), Beijing Normal University（北京师范大学多尺度自旋物理教育部重点实验室）
研究Kagome永磁体RCo5的反常霍尔和奈斯特效应，揭示其优异的传输特性源于伯瑞曲率热点。
2026-03-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fermi level tuning and atomic ordering induced giant anomalous Nernst effect in Co2MnAl1-xSix Heusler alloy
Co_2MnAl在费米能级附近具有外尔点，由于其较大的Berry曲率，将产生较大的反常霍尔效应（AHE）和能斯特效应（ANE）。本文系统地研究了费米能级位置和原子有序度对Co2 MnAl（1-xSix）中AHE和ANE的影响。Co2 MnAl薄膜保持B2无序结构而不受退火温度的影响，其反常霍尔电导率σ xy和横向Peltier系数σ xy远小于L21有序Co2 MnAl的计算值。考虑B2无序对sigma_xy的计算很好地再现了实验结果，从而得出结论：B2无序大大降低了源于Weyl点的Berry曲率。Si取代Al使L21原子的有序性大大提高，费米能级位置发生移动，σ_xy也得到了很大的提高，这与我们的理论计算结果一致。由于sigma_xy的主要贡献，在Co2 MnAl_（0.63）Si_（0.37）中观察到ANE的最高热电势6.1uV，这与最近报道的Co2 MnGa相当。本研究清楚地表明费米能级调谐和高原子有序性对于获得Co基Heusler合金中的拓扑特征对横向输运性质的影响的重要性。
2019-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Nernst effect in Mn$_3$NiN thin films
本文研究了反铁磁反钙钛矿Mn$_3$NiN薄膜中的反常能斯特效应，通过同一样品测量反常霍尔和能斯特效应并量化相关系数，结合有限元建模验证了实验结果。
2022-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant anomalous Nernst effect and quantum-critical scaling in a ferromagnetic semimetal
在金属铁磁体中，准粒子的贝里曲率可以产生垂直于磁化强度和温度梯度的电压，这种现象称为反常能斯特效应（ANE）。在这里，我们报告了一个巨大的ANE在全赫斯勒铁磁体Co $_2$ MnGa的观察，达到$S_{yx}\sim -6$ $μ$ V/K在房间$T$，一个数量级大于磁导体报告的最大值。随着温度的升高，横向热电电导率或Peltier系数$α_{yx}$表现出$T$ -线性和$-T \log(T)$行为之间的交叉，表明在高温下违反Mott公式。我们的数值和分析计算表明，接近量子Lifshitz过渡之间的类型-I和类型-II的磁性外尔费米子是负责所观察到的交叉属性和增强的$α_{yx}$。在实验和数值计算中，$α_{yx}$对$T$的依赖性可以根据低能有效理论在十多个温度下预测的量子临界标度函数来理解。此外，在Co $_2$ MnGa中观察到的手征反常或不饱和的正纵向磁导也为外尔费米子的存在提供了证据.
2018-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoelastic coupling enabled tunability of magnon spin current generation in 2D antiferromagnets
本文从理论上研究了二维蜂窝晶格反铁磁体中的磁弹耦合及其对磁振子输运的影响。用$ab$ $initio$计算了过渡金属三硫属化物Néel有序（$\text{MnPS}_3$和$\text{VPS}_3$）和Z字形有序（$\text{CrSiTe}_3$，$\text{NiPS}_3$和$\text{NiPSe}_3$）单层膜的MEC系数、磁交换参数和弹性常数.利用这些参数，我们预测，自旋能斯特系数显着增强，由于磁弹性耦合。我们的研究表明，虽然Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用可以在这些材料中产生自旋能斯特效应，其他机制，如磁振子-声子耦合应考虑在内。我们还证明了磁各向异性是控制磁振子-声子杂化和增强Berry曲率从而增强自旋能斯特系数的重要因素。我们的研究结果铺平了道路，通过电场调制MEC和各向异性的SNE在二维磁体的门可调自旋电流的产生。
2021-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong anomalous Nernst effect in collinear magnetic Weyl semimetals without net magnetic moments
我们预言了在净磁矩为零的反Heusler补偿亚铁磁体Ti $_2$ Mn $X$（$X$ =Al，Ga，In）中存在大的反常能斯特效应.虽然净磁矩为零，在这些系统中的外尔点导致一个大的异常能斯特电导率（ANC）由于缺乏一个磁性的子晶格，反转的贝瑞曲率的符号。与非共线反铁磁体Mn $_3$ Sn和Mn $_3$ Ge相比，高ANC几乎完全源于这类化合物中的Weyl点，因此，它是拓扑保护的。本文首次在共线系统中发现了净磁矩为零的大ANC，这对全面理解零磁矩磁性材料的热电效应及其应用具有重要意义。
2020-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Creation of flexible spin-caloritronic material with giant transverse thermoelectric conversion by nanostructure engineering
本研究通过纳米结构工程在柔性Fe基非晶材料中引入Cu纳米团簇，在不改变成分的前提下显著提升反常能斯特系数，实现了可与单晶媲美的巨横向热电转换性能，为高性能横向热电器件设计开辟了新途径。
2023-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Tunable magneto-optical effect, anomalous Hall effect and anomalous Nernst effect in two-dimensional room-temperature ferromagnet $1T$-CrTe$_2$
利用第一性原理密度泛函理论计算和群论分析，我们系统地研究了最近发现的二维室温铁磁体$1T$ -CrTe $_2$的自旋有序相关磁光效应（MoE）、反常霍尔效应（AHE）和反常能斯特效应（ANE）.通过对磁晶各向异性能的计算，我们发现自旋偏向于面内方向。当自旋在原子平面内旋转时，MoE、AHE和ANE显示周期为$2π/3$，并且如果存在垂直于自旋方向的镜像平面，则它们被禁止。通过将自旋从面内方向重新定向到面外方向，MoE、AHE和ANE增强了大约一个数量级。此外，我们建立了多层$1T$ -CrTe $_2$的层相关的磁性和预测的反铁磁性和铁磁性的双层和三层$1T$ -CrTe $_2$，分别。由于时空反转对称性的存在，反铁磁双层膜$1T$ -CrTe $_2$中的MoE、AHE和ANE被抑制，而铁磁三层膜$1T$ -CrTe $_2$中的所有MOE、AHE和ANE都被激活，并且与单层膜$1T$ -CrTe $_2$相比，MoE显著增强.结果表明，通过改变自旋方向和层数，可以有效地调制$1T$ -CrTe $_2$的磁光和反常输运特性.
2020-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Large anomalous Nernst and inverse spin-Hall effects in epitaxial thin films of Kagome semimetal Mn$_3$Ge
拓扑材料的晶体学定义良好的薄膜的合成对于揭示其介观量子特性和器件应用是重要的。Mn $_3$ Ge是一种反铁磁Weyl半金属，在Kagome晶格上具有手性磁性结构，预计在费米能附近的Weyl节点周围具有增强的Berry曲率，导致大的反常霍尔/能斯特效应和大的自旋霍尔效应。利用磁控溅射法，我们生长了六方晶系的D_0 $_{19}$ Mn $_3$ Ge的外延薄膜，薄膜平整连续。在热电和自旋抽运器件中观察到大的反常能斯特和逆自旋霍尔效应。在我们的Mn $_3$ Ge膜中的异常能斯特信号估计为0.1 $μ$ V / K，并且与铁磁Fe中的异常能斯特信号相当，尽管Mn $_3$ Ge在室温下具有~3.5 m $μ_B$的弱磁化强度。Py / Mn $_3$ Ge界面处的自旋混合电导为90.5 nm $^{-2}$，Mn $_3$ Ge中的自旋霍尔角估计约为Pt中的8倍。
2020-08-24 cond-mat.mtrl-sci
Chemical-substitution-driven giant anomalous Hall and Nernst effects in magnetic cubic Heusler compounds
本文通过高通量第一性原理计算研究1493种磁性立方Heusler化合物，揭示化学取代可调制能量依赖节线与Berry曲率，从而显著增强AHC和ANC。
2024-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Probing Spin Configurations in Exchange-Coupled Magnetic Bilayers with Orthogonal Anisotropies via Anomalous Hall and Nernst Effects
University of Tsukuba（筑波大学）；National Institute for Materials Science (NIMS)（物质材料研究机构）
本文通过结合反常霍尔效应和反常能斯特效应，电学探测了交换耦合磁性双层（CoFe₂O₄(001)/Fe）中的三维磁化信息，揭示了界面附近的反铁磁耦合和扭曲磁结构。
2026-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Large longitudinal and anomalous transverse Magneto-thermoelectric effect in kagome antiferromagnet FeGe
Hangzhou Normal University（杭州师范大学）；Shanghai University（上海大学）；Songshan Lake Materials Laboratory（松山湖材料实验室）；Zhejiang University（浙江大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；Northeastern University（东北大学）
kagome反铁磁体FeGe中观测到高导热电导率和异常Nernst效应，揭示其在磁热电应用中的潜力。
2025-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Giant Antiferromagnetically Coupled Moments in a Molecule-Based Magnet with Interpenetrating Lattices
分子基磁体[Ru $_2$（O $_2$ CMe）$_4$ ] $_3$ [Cr（CN）$_6$ ]包含两个弱耦合的、互穿的体心立方结构的亚晶格。虽然场依赖磁化表示从反铁磁体到顺磁体的变磁过渡，但磁滞回线也表现出典型变磁体的非特征性的显著剩磁和矫顽场。我们证明，这种材料的行为就像两个巨大的时刻与弱的反铁磁耦合和每个时刻的方向之间的大的能量障碍。由于在过渡区亚晶格磁矩对场的依赖性很弱，因此可以直接由磁化强度估算磁关联长度。
2009-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Nodal-Surface and Flat-Band Driven Large Anomalous Nernst Effect in Epitaxial Ferromagnetic Weyl Metal Fe5Si3
Indian Institute of Technology Delhi（印度德里理工学院）；Indian Institute of Technology Hyderabad（印度海得拉巴理工学院）；National Institute for Materials Science（日本国立材料研究所）
Fe5Si3铁磁韦尔金属通过节点面和平板结构产生大异常纳维效应，揭示拓扑电子结构在热电转换中的主导作用。
2026-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Observation of non-volatile anomalous Nernst effect in altermagnet with collinear Néel vector
本研究在共线奈尔矢量的交替磁体Mn5Si3薄膜中实现了非易失性反常能斯特效应，通过Mn掺杂提升费米能级使效应增强六倍，填补了共线补偿磁体中ANE存在的长期空白。
2024-03-20 cond-mat.mtrl-sci
Giant anisotropic magnetoresistance and nonvolatile memory in canted antiferromagnet Sr2IrO4
反铁磁体由于其零杂散场和超快自旋动力学等特性，引起了自旋电子学领域的广泛关注。虽然反铁磁（AFM）订单的控制已经实现了各种手段，适用的赞赏功能的AFM为基础的设备的读出侧是迫切需要的。在这里，我们报告了显着增强的各向异性磁电阻（AMR）作为巨大的~ 160%，在一个简单的电阻器结构的原子力显微镜Sr 2 IrO 4没有辅助参考层。巨磁电阻的形成机制是类巨磁电阻效应和磁晶各向异性能的有机结合。此外，我们证明了可在原位切换的非易失性存储器状态，而不方便的热辅助程序，并鲁棒地保存，即使在零磁场，由于改性层间耦合的1%的Ga掺杂Sr 2 IrO 4。这些发现代表了原子力显微镜自旋电子器件的直接步骤。
2019-06-10 cond-mat.mtrl-sci
Comparative study on the thermoelectric effect of parent oxypnictides La$T$AsO ($T$ = Fe, Ni)
研究了LaFeAsO和LaNiAsO的热电势和能斯特效应。铁基LaFeAsO的热电势和能斯特信号都明显大于镍基LaNiAsO。此外，在铁基LaFeAsO的结构相变温度和自旋密度波（SDW）型反铁磁（AFM）有序温度以下，观察到热电势和能斯特效应的突变.另一方面，能斯特效应是非常小的Ni基LaNiAsO，它是弱的温度依赖性，让人想起在正常的金属的情况。我们认为，SDW阶数对自旋散射速率的影响在LaFeAsO的霍尔效应和能斯特效应的反常温度依赖性中起着重要作用. LaFeAsO和LaNiAsO系统的对比行为表明LaFeAsO系统与LaNiAsO系统有本质的不同，这可能为铁基系统中高$T_c$超导电性的机制提供线索。
2010-02-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Giant Magneto-Optical Effects in Two-Dimensional Flat-Band Antiferromagnets
本研究通过第一性原理计算发现单层反铁磁RuOCl2中由平带增强跃迁驱动的巨磁光SH效应（旋转角28度）和强线性二色性（50%），为二维光自旋电子学提供新平台。
2025-06-20 cond-mat.mtrl-sci
Giant spin canting in the S = 1/2 antiferromagnetic chain [CuPM(NO3)2(H2O)2]n observed by 13C-NMR
本文对一维S = 1/2反铁磁体二硝酸嘧啶铜[CuPM（NO3）2（H2O）2]n进行了实验和理论研究。从核磁共振在嘧啶分子中三个不等价碳位点处测量的局部磁化率，我们推断出巨大的自旋倾斜，即，在低温下垂直于所施加的外部场的附加交错磁化。横向磁化强度的大小，在10 K和9.3 T的52度的自旋倾斜和它的温度依赖性是在良好的协议与精确的对角化计算。
2005-01-04 cond-mat.mtrl-sci
Giant perpendicular exchange bias with antiferromagnetic MnN
我们研究了基于反铁磁体MnN的面外交换偏置系统。采用反应磁控溅射法在SiO_2 $_x$衬底上制备了Ta / MnN / CoFeB / MgO / Ta多晶高织构薄膜叠层，并对其进行了X射线衍射和克尔磁测量。交换偏置和垂直磁各向异性的非平凡的修改被观察到作为薄膜厚度的函数，以及场冷却温度。在优化的薄膜叠层，一个巨大的垂直交换偏置3600 Oe和矫顽场350 Oe在室温下观察。有效界面交换能估计为$J_\mathrm{eff} = 0.24$ mJ/m $^2$和反铁磁体的有效单轴各向异性常数为$K_\mathrm{eff} = 24$ kJ/m $^3$。CoFeB层的最大有效垂直各向异性场为$H_\mathrm{ani} = 3400$ Oe。这些值大于任何以前报道的值。这些结果可能为磁稳定的、交换偏置的垂直磁化自旋阀开辟了一条道路。
2017-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Giant Piezospintronic Effect in a Noncollinear Antiferromagnetic Metal
室温反铁磁自旋电子器件的主要瓶颈问题之一是由于反铁磁体中有限的各向异性磁电阻而导致的小信号读出。然而，这可以通过利用非共线反铁磁体中的贝里曲率诱导的异常霍尔电阻或建立基于反铁磁自旋的有效操纵的隧道结器件来克服。在这项工作中，我们证明了巨大的压电应变控制的自旋结构和异常霍尔电阻在非共线反铁磁金属-D 019六角Mn 3Ga。此外，我们建立了直径为200 nm的隧道结器件，在室温下将最大隧穿电阻比放大到10%以上，这意味着非共线反铁磁体在大信号输出和高密度反铁磁自旋电子器件应用中的巨大潜力。
2021-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of giant surface second harmonic generation coupled to nematic orders in the van der Waals antiferromagnet FePS$_3$
二次谐波已被应用于研究原子级薄材料的晶格、电子和磁性。然而，反转对称性破缺通常是材料产生大信号所必需的。在这项工作中，我们报告了一个巨大的二次谐波产生，出现在Néel温度以下的少层中心对称FePS $_3$。层相关研究表明，检测到的信号来自表面的二阶非线性。磁感应表面二次谐波响应比其它磁系统中报道的大两个数量级，在2 L-5 L样品中，表面非线性磁化率达到0.08 - 0.13 nm $^2$/V。通过结合线性二向色性和二次谐波产生实验，我们进一步证实了巨二次谐波产生是耦合到由三个可能的锯齿形反铁磁畴形成的三阶。我们的研究表明，表面二次谐波也是研究中心对称原子薄材料中反铁磁态的一种灵敏工具。
2022-04-06 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Giant Anomalous Hall Effect in the Chiral Antiferromagnet Mn3Ge
反铁磁性的外场控制是一个重要的基础科学和技术应用课题。反常霍尔效应（AHE）作为一种有用的宏观响应来检测磁性状态，在铁磁体中是已知的，但在反铁磁体中从未观察到，直到最近在Mn 3Sn中发现。在这里，我们报告的另一个例子中的AHE在相关的反铁磁体，即，在六方手性反铁磁体Mn 3Ge。我们的单晶研究表明，Mn 3 Ge表现出巨大的反常霍尔电导率$|σ_{xz}|$ ~ 60每欧姆每厘米在室温下和约380每欧姆每厘米在5 K在零场，达到近一半的预期值的量子霍尔效应每原子层的陈数为1。我们的各向异性霍尔电导率的详细分析表明，在比较的面内场分量$|σ_{xz}|$和$|σ_{zy}|$，这是非常大的，几乎可以比较的大小，我们发现$|σ_{yx}|$在沿c轴的领域被发现要小得多。在小于0.1 T的小磁场作用下，反常的霍尔效应出现符号反转. AHE对磁场的软响应对于应用是有用的，例如，开发基于反铁磁体的开关和存储器件。
2016-07-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Picosecond creation of switchable optomagnets with giant photoinduced Kerr rotations in polar antiferromagnetic (Fe$_{1-x}$Zn$_{x}$)$_{2}$Mo$_{3}$O$_{8}$
具有长极化寿命和易于检测的信号的按需自旋取向是自旋电子学的最终目标。然而，在自旋极化的可控性和稳定性之间仍然存在权衡，等待重大突破。在这里，我们证明了可切换的光磁效应（Fe $_{1-x}$ Zn $_{x}$）$_{2}$ Mo $_{3}$ O $_{8}$，从中我们可以获得可调的磁化强度，从-40 $\%$到40 $\%$的饱和磁化强度，从零磁化强度在反铁磁状态下没有磁场。它可以通过利用圆偏振激光脉冲来激发极性反铁磁体中的自旋翻转跃迁，这些反铁磁体没有自旋倾斜，传统上在没有非常强的磁场的情况下难以控制。（Fe $_{1-x}$ Zn $_{x}$）$_{2}$ Mo $_{3}$ O $_{8}$中的自旋可控性源于其极性结构，该极性结构打破了晶体反转对称性，允许不同的原位$d$ - $d$跃迁用于选择性自旋翻转。通过化学掺杂，我们利用反铁磁态和亚铁磁态之间的相位竞争来增强和稳定光磁体效应，从而产生长寿命的光致克尔旋转。本研究在极性反铁磁体中创造了可切换的巨光磁效应，为反铁磁自旋电子学的功能勾画了一幅新的蓝图。
2021-09-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Giant pressure dependence and dimensionality switching in a metal-organic quantum antiferromagnet
本文报道了金属-有机体系[（CuF $_2$（H $_2$ O）$_2$）$_2$吡嗪]中磁相互作用的压力依赖性。在零压力下，这种材料实现了准二维（Q2 D）自旋1/2正方晶格海森堡反铁磁体。通过高压，高场磁化率测量，我们表明，占主导地位的交换参数被压缩后，连续减少了2倍。在18 kbar以上，发生相变，诱导转换维度的轨道重排，将Q2 D晶格转变为弱耦合链（Q1 D）。我们解释这两种现象的微观机制结合详细的X射线和中子衍射结果与定量建模使用自旋极化密度泛函理论。
2018-02-08 cond-mat.mtrl-sci
Giant enhancement of anomalous Hall effect in Cr modulation-doped non-collinear antiferromagnetic Mn3Sn thin films
本文报道了均匀掺杂和调制掺杂Mn_3Sn多晶薄膜中Cr的掺杂效应。结果表明，低浓度Cr掺杂对Mn 3Sn的结构和磁性能没有显著影响，但显著提高了其反常的霍尔电导率，特别是在低温下对调制掺杂的样品。调制掺杂样品在50 K下的霍尔电导率高达184.8 Ω-1cm-1，而未掺杂样品在相同温度下的霍尔电导率则非常小。我们将这种增强归因于Cr掺杂引起的费米能级的变化
2021-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant intrinsic nonlinear phonon-magnon coupling in the antiferromagnet CoF$_2$
本研究在反铁磁体CoF$_2$中发现额外的强非线性声子-磁振子耦合，证实其为无需相干激发的双磁振子-单声子本征相互作用，为理解晶格与自旋动力学耦合提供新实验依据。
2024-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Giant magnetothermopower in charge ordered Nd0.75Na0.25MnO3
我们报告的磁化强度，电阻率和热电势的电荷轨道有序反铁磁体Nd0.75Na0.25MnO3。发现磁场引起的反铁磁性崩溃伴随着在宽温度（T = 60- 225 K）范围内的巨大负磁热势（对于磁场变化5 T，= 80-100%）和巨磁电阻。虽然在T > 40 K的场循环下，磁化强度的场诱导变磁转变是可逆的，但在较低温度下它是不可逆的，这对样品的磁阻、磁热电势以及温度变化有影响。我们的研究结果表明，热电势的样品的磁状态的变化的高灵敏度。
2013-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Berry curvature induced giant anomalous and spin texture driven Hall responses in the layered kagome antiferromagnet GdTi3Bi4
Indian Institute of Technology Delhi（印度德里理工学院）；Shenyang National Laboratory for Materials Science, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences（中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心）；Institute for Materials Research, Tohoku University（东北大学物质材料研究所学部）；Center for Science and Innovation in Spintronics, Tohoku University（东北大学自旋电子学科学与创新中心）
研究通过单晶生长和磁化测量揭示GdTi3Bi4的反铁磁特性，发现其具有巨量异常霍尔电导和自旋纹理驱动的Hall响应，为探索自旋纹理物理和低维自旋电子功能提供了平台。
2026-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Giant magnetocaloric effect in exchange-frustrated GdCrTiO5 antiferromagnet
本文报道了交换阻挫对GdCrTiO $_5$化合物磁热性能的影响。由于磁相互作用的高度交换阻挫性质，在GdCrTiO $_5$，长程反铁磁有序发生在更低的温度$T_N$ =0.9 K和磁冷却功率显着增强相对于在几个几何阻挫系统中观察到的。在5 K以下，当磁场变化（$ΔH$）为7 T时，等温磁熵变（- $ΔS_{\rm m}$）为36 J kg $^{-1}$ K $^{-1}$.此外，- $ΔS_{\rm m}$不会随着$T$的降低而从其最大值降低到非常低的温度，并且本质上是可逆的。当$ΔH$ =7 T时，绝热温度变化$ΔT_{\rm ad}$为15 K。这些磁热参数显着大于几个潜在的磁制冷剂，即使是小的和中等的磁场变化。本研究不仅表明GdCrTiO $_5$可以被认为是一种潜在的低温磁制冷剂，而且促进了交换阻挫对磁热效应作用的进一步研究。与此相反，只有几何挫折的磁热效应的作用，以前报道的理论和实验研究的很少系统。
2018-05-05 cond-mat.mtrl-sci
