Valley-polarized domain wall magnons in 2D ferromagnetic bilayers
Valleytronics是一个开创性的技术领域，依靠谷自由度来实现新颖的电子功能。基于谷电子学中的电势，对双层石墨烯中局限于畴壁的拓扑谷极化电子进行了广泛的研究。在这里，我们研究磁振版本的畴壁激发在二维蜂窝铁磁双层膜（FBL）共线秩序。特别是，我们探讨的影响Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（ESTA）和静电掺杂（ED）的存在和特性的一维磁振子局限于层堆叠畴壁FBL。研究发现，电畴和电畴的共存丰富了FBL中的拓扑结构，但相应的畴壁磁振子并没有明确的谷指数。另一方面，我们表明，层堆叠畴壁在DMI自由FBL构成一维通道的弹道输运的拓扑谷极化磁振子。我们的理论结果为基于原子级薄拓扑磁性材料的磁振子谷电子器件的发展带来了希望。
2020-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Quantum Valley and Sub-valley Hall Effect in the Large Angle Twisted Bilayer Graphene
本文研究了大角度扭曲双层石墨烯中的量子谷与亚谷霍尔效应，发现微小角度偏离会形成一维畴壁导电通道构成的二维网络，诱发非费米液体输运，且可通过层位移和电场调控畴壁模式，为相关效应提供了高可调谐性新平台。
2023-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically Tunable Magnetoconductance of Close-Packed CVD Bilayer Graphene Layer Stacking Walls
本文研究密排CVD双层石墨烯层堆叠壁中量子谷霍尔通道的相互作用，发现不同应变源可形成分离良好与密排的LSW，并证明密排LSW束具有电可调磁电导，为可编程量子输运平台提供新途径。
2024-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of Magic Angle and Wall State in Twisted Bilayer Photonic Graphene
石墨烯是一种单层蜂窝状的碳原子晶格，自发现以来，它表现出了非常规的现象，引起了人们的极大兴趣。最近，在魔角扭曲双层石墨烯中观察到了由莫尔条纹诱导的Mott类绝缘体态和超导态，特别是在电子之间没有关联的情况下，这为强关联现象的理解和研究提供了更多的线索.光子作为玻色子，与费米子的行为不同，也可以恢复石墨烯的非常规现象，例如由于不稳定性，甚至从未在石墨烯中观察到的胡须边缘状态。在这里，我们提出了一个扭曲的双层光子石墨烯的魔角和壁态的直接观察。我们分别在魔角附近AA和AB堆积顺序的区域成功观察到光子的强局域化和快速扩散。最重要的是，我们发现了一个壁态，在最低能带中具有AA和AB/BA堆叠顺序的区域，显示出明显分离的光子分布。壁态的形成机制有助于理解魔角扭曲双层石墨烯中Mott类绝缘态和超导态的同时存在。扭曲双层光子石墨烯中魔角的可达性为石墨烯超晶格增加了玻色子行为，对壁态的观察也将加深对物质的理解。
2019-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Spin-orbit torque in a three-fold-symmetric bilayer and its effect on magnetization dynamics
本文通过第一性原理计算和微磁学模拟研究了CoPt/CuPt双层中3m对称性自旋轨道矩对垂直磁化翻转的影响，发现弱界面DMI且畴壁呈Bloch特征的较厚薄膜可用较小电流实现无场确定性翻转。
2024-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Relaxation and domain wall structure of bilayer moire systems
莫尔图案是由将诸如石墨烯的2D材料设置在具有小扭转角的另一2D材料上或由2D异质结构的晶格失配引起的。我们提出了一个连续体模型，这些双层莫尔结构的弹性能量，其中包括层内弹性能量和层间失配能量，最小化在两个堆叠（disregistrations）。我们通过理论和计算表明，在全局边界约束下使全局弹性能量最小化的位移场给出了被畴壁分开的两个能量最小化堆叠之一的大交替区域。我们推导出一个模型的畴壁结构的连续双层能量，并给出了严格的渐近估计的结构。我们还给出了一个改进的估计的L2-范数的梯度上的莫尔单位细胞的扭曲的双层，规模最多呈反比线性的扭曲角，结果是一致的，形成一个固定的宽度周围的三角形域在非常小的扭曲角的一维域壁。
2023-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci math-ph
A scalable network model for electrically tunable ferroelectric domain structure in twistronic bilayers of two-dimensional semiconductors
在具有对称性破缺界面的二维半导体双层膜中，小角度扭曲的莫尔结构形成具有周期性交替的面外极化的铁电畴阵列。在这里，我们提出了一个网络理论，这种FE域结构的可调谐性，通过施加一个电场垂直于二维晶体。使用多尺度分析，我们推导出一个完全参数化的弦理论描述的畴壁网络，并表明它经历了质的变化，弧后的部分位错像畴壁合并（网络节点附近）成条纹的完美的螺旋位错，这发生在依赖于DWN周期的阈值位移场。
2021-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polarization switching in sliding ferroelectrics: the roles of fluctuation and domain wall
本文利用 \textit{ab initio} 计算研究 $h$-BN 双层的滑动铁电极化翻转动力学，发现非对角 Born 有效电荷驱动垂直离子运动，且面内对称性破缺和畴壁蠕动是翻转的关键因素。
2025-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stacking Domain Wall Magnons in Twisted van der Waals Magnets
以双层CrI $_3$为例，我们证明了范德华磁体中的堆叠畴壁可以容纳一维（1D）磁振子通道，其具有比体磁振子低的能量。有趣的是，一些磁振子通道隐藏在磁均匀背景中，只能用堆叠畴壁的知识来推断。与限制在磁畴壁中的一维磁振子相比，堆叠畴壁中的一维磁振子对外界扰动的稳定性更好。我们发现，小角度扭曲双层CrI $_3$的弛豫莫尔超晶格是堆叠畴壁和宿主互连莫尔磁振子网络的自然实现。我们的工作揭示了堆叠畴壁在理解范德华磁体磁性方面的重要性，并将堆叠工程的范围扩展到磁动力学。
2020-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley Chern Numbers and Boundary Modes in Gapped Bilayer Graphene
通过分析双层石墨烯中的四带和二带连续模型，通过对晶格进行数值计算，并通过使用量子几何参数，研究了双层石墨烯中畴壁的电子态。连续介质理论解释了由层间电场反转、层间堆叠反转和两个量同时反转所形成的畴壁附近的边界模的独特电子性质。边界模式特性与发生在体哈密顿参数空间中的拓扑跃迁和能隙闭合有关。谷间耦合效应没有直接捕获的连续模型所发挥的重要作用，解决使用晶格计算特定的畴壁结构。
2013-01-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Moiré patterns and inversion boundaries in graphene/hexagonal boron nitride bilayers
在本文中，石墨烯/六方氮化硼（g/hBN）双层的系统检查，通过最近开发的二维相场晶体模型，结合了面外变形。通过将石墨烯/hBN双层的堆叠能和高度与从现有量子力学密度泛函理论计算获得的那些紧密匹配来确定系统参数。面外变形被示出为减少hBN中的反转畴边界的能量，并且石墨烯和hBN层之间的耦合导致由hBN中的反转边界和石墨烯中的畴壁组成的双层缺陷配置。扭曲双层的模拟揭示了相应的莫尔图案的结构，能量和弹性特性，并显示出交叉，作为层之间的取向差角的增加，从一个定义明确的六边形网络的域边界和交界处涂抹出来的图案。当畴壁的厚度接近莫尔条纹的尺寸时，发生转变，并且与双层的平均von Mises和体积应力的峰值相一致。
2023-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Corrugation induced stacking solitons with topologically confined states in gapped bilayer graphene
石墨烯作为一种原子厚度的超软薄膜，几乎没有抵抗面外变形的能力，因此，它总是在一定程度上起皱。近年来，人们对单层石墨烯的波纹结构及其对电子性质的影响进行了广泛的研究。然而，在双层石墨烯中的类似实验研究尚未报道。在这里，我们表明，双层石墨烯中的波纹可以产生公度Bernal堆叠域之间的非公度堆叠孤子（域壁）。利用扫描隧道显微镜，我们从微观上研究了在均匀层间电势差下，由波纹诱导的AB和BA双层结构中的堆积孤子的电子结构。在纳米尺度下观察到拓扑无带隙边缘态和准局域带隙类量子阱态。沿堆叠孤子的拓扑边缘态的原子分辨率映射揭示了它们之间存在谷间散射，这可以解释最近的实验中，沿带隙石墨烯双层畴壁的电导小于量子化值4e2 h。
2016-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge density wave and finite-temperature transport in minimally twisted bilayer graphene
研究了垂直电场作用下最小扭曲双层石墨烯（mTBLG）中电子-电子相互作用驱动的现象。mTBLG中的低能自由度由一维畴壁态网络控制，该网络由两个一维线性色散自旋1/2费米子通道描述。结果表明，这种相互作用在低温下可以实现自旋能隙的沟道间电荷密度波（CDW）态，在沟道间形成“库仑阻力”，只留下一个电荷传导模式。对于足够高的温度，幂律的温度电阻率出现从域壁内的电荷umklapp散射。值得注意的是，CDW态的存在可以加强电荷umklapp散射，并诱导电阻率最小值对应的CDW相关能在中间温度。进一步讨论了畴壁控制网络电阻率的条件。特别是，幂律的温度电阻率的结果可以适用于其他系统，表现出拓扑畴壁结构。
2021-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Moiré Superstructures in Marginally-Twisted NbSe$_2$ Bilayers
本研究通过多尺度建模和DFT计算，揭示了小角度扭转NbSe2双层中强结构弛豫导致的莫尔超结构，以及层间耦合调制和CDW相取向偏好，需在畴壁处形成失配。
2023-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Robust structural superlubricity of twisted graphene bilayer and domain walls between commensurate moiré pattern domains from first-principles calculations
本文通过精确的密度泛函理论计算，研究了扭曲双层石墨烯莫尔图案的势能面，发现其极低摩擦特性可实现鲁棒超润滑，并预测了公度莫尔畴间的畴壁及相关可测物理性质。
2025-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-induced domain wall motion in compensated ferrimagnet
由于反铁磁材料的磁状态难以探测和控制，因此利用电学方法研究其开关动力学仍然是一项具有挑战性的任务。在这项工作中，通过使用重金属/稀土-过渡金属合金双层膜，我们实验研究了反铁磁耦合系统中的电流诱导畴壁动力学。我们发现，电流诱导的畴壁迁移率达到最大接近角动量补偿。通过实验和模拟，我们进一步揭示了畴壁的内部结构及其快速运动的基本机制。我们发现，亚铁磁畴壁的手征在整个补偿点保持不变，这表明特定子晶格的自旋取向，而不是净磁化决定重金属/亚铁磁双层中的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。补偿亚铁磁材料中的高电流感生畴壁迁移率和稳健的畴壁手性为高速自旋电子器件开辟了新的机会。
2018-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Interlayer magnetic interactions in $π/3$-twisted bilayer CrI$_3$
双层CrI $_3$的层间磁相互作用对其器件应用起着至关重要的作用。本文采用第一性原理计算研究了$π/3$ -Cr I $_3$双层扭曲结构中的层间磁相互作用。我们的计算表明，层间耦合可以是铁磁或反铁磁的关键取决于横向位移。最强的反铁磁层间相互作用出现在$\bar{A}A$堆垛层中。磁力理论计算表明，这种反铁磁相互作用是由$e_g$ - $e_g$通道占主导地位。特别是层间反铁磁相互作用对外压非常敏感。这种高度可调的层间相互作用使得$π/3$ -扭曲双层CrI $_3$成为磁场效应晶体管和压力传感器的潜在构建块。
2022-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic and optical properties of stacking-configuration-modulated bilayer graphene in electric and magnetic fields
利用紧束缚模型和Kubo公式分别研究了几何调制和场调制双层石墨烯系统的电子性质和光激发。双层石墨烯的堆叠对称性可以通过改变两个正常堆叠的石墨烯内的畴壁（DW）的宽度和位置来操纵。在外场作用下，考虑了所有层间相互作用。堆垛组态的调制引起的能带折叠的能量子带，子包络波函数，态密度和光学吸收谱的显着影响。这项研究清楚地说明了不同的一维现象的能带结构和吸收光谱的DW-和$V_z$ -创建的戏剧性的变化进行了全面的探讨下精确的计算和细致的分析。简明的物理图片，提出了进一步深入了解准一维行为。
2019-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unraveling intrinsic flexoelectricity in twisted double bilayer graphene
具有小扭转角的二维（2D）材料的莫尔超晶格被认为表现出明显的挠曲电效应，尽管由于与常用的压电响应力显微镜（PFM）相关的伪影，其挠曲电的明确确认具有挑战性。例如，在扭曲双层石墨烯（tBG）中报道了相反的挠曲电极化之间的出乎意料的小相位差（$\sim$ $8^{\circ}$），尽管理论上预测的值是$180^{\circ}$。在这里，我们开发了一种方法来提取固有的莫尔挠曲电使用扭曲双层石墨烯（tDBG）作为模型系统，探测横向PFM。对于小的扭转角样品，我们发现，矢量分解是必不可少的恢复小的固有挠曲电响应在畴壁从一个大的背景信号。所得到的三重对称性的相称域与显着的挠曲电响应域壁是完全符合我们的理论计算。通过这种技术也可以观察到具有相对大的扭转角的tDBG中的无公度畴。我们的工作提供了一个一般的策略，解开内在的弯曲电范德瓦尔斯莫尔超晶格，同时提供深入了解工程对称性破缺中心对称材料。
2021-06-27 cond-mat.mtrl-sci
Twirling and spontaneous symmetry breaking of domain wall networks in lattice-reconstructed heterostructures of 2D materials
本文研究二维材料完美对齐异质双层中重构莫尔超晶格的对称破缺结构，发现畴壁网络形成扭转节点，并证明该结构可降低节点周围静水应变及其对带边能量的影响。
2023-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stacking tunable interlayer magnetism in bilayer CrI3
二维层间物理性质的多样性主要在于类共价准键，这种准键在电子结构上很重要，但在能量学上却很弱。这种特性导致能量上相当但在电子结构（例如磁性）方面可能显著不同的各种堆叠顺序。受最近几个实验的启发，我们进行了第一性原理计算的CrI 3双层膜层间的反铁磁耦合。我们发现，反铁磁耦合的结果，从一个新的堆叠顺序与C2/m空间群对称性，而不是像以前认为的石墨烯类与R3。此外，我们证明了CrI 3双层中的层内和层间耦合由两种不同的机制控制，即铁磁超交换和直接交换相互作用，这在很大程度上是解耦的，因为它们在强相互作用极限和弱相互作用极限处的强度存在显着差异。这使得弱得多的层间磁耦合可以更可行地仅通过堆叠顺序来调谐。鉴于层间磁性能可以通过改变具有不同堆叠顺序的晶体结构来改变，我们的工作开辟了一种通过二维分层材料中堆叠顺序的自由度来调节层间磁性能的新范式。
2019-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced phase transition in CrI$_{3}$ bilayers
单层CrI $_3$是一种二维晶体，在其平衡构型下是铁磁半导体，然而，两个耦合层可以是铁磁或反铁磁的，这取决于堆叠。研究了具有C ~ 2/m对称性的反铁磁耦合双层膜在应变作用下的磁相图。我们发现，应变可能是一个有效的工具，以调整结构的磁相位。拉伸应变使反铁磁相稳定，而压缩应变使系统铁磁化。我们通过观察由于应变引起的层间相对位移来理解这种行为。我们还研究了磁各向异性的演化，Cr原子之间的磁交换耦合，以及居里温度是如何受应变的影响。
2020-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quasi-Topological Insulator and Trigonal Warping in Gated Bilayer Silicene
双层硅烯由于其屈曲结构和三角对称结构而具有比双层石墨烯更丰富的物理性质。屈曲结构源于硅的大离子半径，三角对称性源于两个硅烯之间的特殊跳跃方式。它是拓扑平凡绝缘体，因为它带有平凡的$\mathbb{Z}_{2}$拓扑电荷。然而，它的物理性质更类似于拓扑绝缘体而不是带状绝缘体。实际上，双层硅烯纳米载体具有几乎无间隙和螺旋的边缘模式。我们可以称之为准拓扑绝缘体。一个重要的观察结果是能带结构可通过向双层硅烯片施加电场来控制。研究了电场作用下双层硅烯的能谱。正如单层硅烯在一定的电场下经历从拓扑绝缘体到能带绝缘体的相变一样，双层硅烯在超过一定的临界电场时也会从准拓扑绝缘体到能带绝缘体的相变。在临界电场下，双层硅烯是金属，而单层硅烯是半金属。此外，我们还发现在双层硅烯中存在几个临界电场，在这些临界电场处，由于三角弯曲效应，能隙关闭。
2012-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
One-dimensional topological channels in heterostrained bilayer graphene
本研究理论证明均匀异质应变不足以在双层石墨烯中产生一维拓扑通道，需考虑原子重构形成扩展伯纳尔畴和尖锐界面，从而调控拓扑通道，与扭转电子学互补。
2023-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Manipulating domain wall chirality by current pulses in Permalloy/Ir nanostrips
利用磁力显微镜和微磁学模拟研究了磁场对Fe $_{20}$ Ni $_{80}$ /Ir双层纳米带中横向磁畴壁手性的影响。在$2\times10^{12}$ A/m $^2$左右的纳秒电流脉冲下，横向畴壁的手性可以可逆地、可重复地进行切换。这些电流密度类似于用于电流诱导的畴壁运动的电流密度，表明奥斯特场可以在电流脉冲期间稳定横壁手性并防止畴壁转变。
2013-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Stacking-dependent topological magnons in bilayer CrI$_3$
出于对可调谐高频磁振子的原子薄磁铁的潜力，我们详细介绍了双层碘化铬$_3$的自旋波色散。我们证明了双层的磁振子行为强烈地依赖于其堆叠配置和层间磁有序，其中拓扑带隙开放的Dzyaloshinskiii-Moriya和Kitaev相互作用引起的分散体，分类双层CrI $_3$作为拓扑磁振子绝缘体。我们进一步揭示了在一个CrI $_3$双层与反铁磁层间有序的带隙的大小和拓扑结构是可调的外部磁场。
2023-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Theory of Moire Magnets and Topological Magnons: Applications to Twisted Bilayer CrI3
我们发展了一个全面的扭曲双层磁性理论。从二维蜂窝状磁体CrI 3的第一性原理计算出发，我们构造了一个通用的自旋模型，它代表了一大类扭曲双层磁系统.利用Monte-Carlo方法，我们发现了许多在以往的理论和实验研究中被忽略的非共线磁序和拓扑磁振子。作为扭转角的函数，共线磁序经历了向非共线磁序和磁畴相的相变。在磁畴相，我们发现，空间变化的层间耦合产生的磁skyrmions，即使在没有的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。此外，我们通过建立莫尔磁铁的场论模型，描述了磁相变的临界现象。我们的连续模型很好地解释了在数值模拟中观察到的相变的性质。最后，我们对磁振子激发的拓扑性质进行了分类。各相的磁振子具有不同的质量隙，具有不同的物理起源。在共线铁磁序中，出现高阶拓扑磁振子绝缘体相。它是磁子系统中高阶拓扑相的一个独特例子，因为它不要求相互作用的非共线序或非对称形式。在磁畴阶段，磁振子沿畴壁局域化，形成一维拓扑边缘模。当封闭的畴壁变形为开放的网络时，受限的边缘模扩展形成拓扑磁振子的网络模型。
2022-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Antiferromagnetic domain wall motion driven by spin-orbit torques
本文从理论上研究了反铁磁/重金属双层膜中自旋轨道矩驱动下反铁磁畴壁的动力学行为。我们发现，自旋轨道扭矩驱动反铁磁畴壁比铁磁畴壁快得多。当畴壁速度接近最大自旋波群速度时，畴壁经历洛伦兹收缩并发射太赫兹频率范围内的自旋波。自旋轨道力矩和反铁磁畴壁的相对论动力学之间的相互作用导致反铁磁自旋织构的有效操纵，并为反铁磁体中高频信号的产生铺平了道路。
2016-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Stacking-Dependent Magnetism in Bilayer CrI$_3$
我们报道了双层CrI $_3$的堆积顺序和磁性之间的联系，使用第一性原理计算。我们表明，堆叠顺序定义的磁基态。通过改变层间堆积顺序，可以调节反铁磁和铁磁之间的层间交换相互作用。为了测量预测的堆叠依赖磁性，我们建议使用线性磁电效应。我们的结果不仅给出了一个可能的解释所观察到的反铁磁性双层CrI $_3$，但也有直接的影响，在异质结构的二维磁铁。
2018-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetic Domain Structure in Bilayer Manganite
本文报道了一种新的软X射线纳米衍射研究强关联层状锰氧化物La $_{0.96}$ Sr $_{2.04}$ Mn $_{2}$ O $_{7}$中的反铁磁畴。我们发现，反铁磁畴淬火，形成一个独特的域模式，每个域具有其自旋方向的固有记忆，并与相关的畴壁沿结晶方向运行。这可以通过在晶体生长过程中锁定的晶体或磁性缺陷的存在来解释，这些缺陷钉扎反铁磁畴。反铁磁畴图案显示两种不同类型的域。我们观察到，在一种类型中，在锰自旋方向上的周期性波纹，周期约为4 \micro \meter。我们建议，双层内的反转对称性的损失是负责通过Dzyaloshinskiii-Moriya型相互作用的这种波纹结构。
2013-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Undamped Soliton-like Domain Wall Motion in Sliding Ferroelectrics
本研究结合机器学习辅助分子动力学模拟与场论分析，预测滑动铁电体中存在无阻尼类孤子畴壁运动，发现3R-MoS2畴壁在外场移除后仍保持恒定速度。
2025-02-20 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Transverse instability at a compensated interface of ferromagnetic antiferromagnetic bilayer
利用界面相互作用能量密度的显式表达式，发展了具有补偿界面的铁磁-反铁磁双层膜的解析理论。研究了描述铁磁和反铁磁薄膜中畴壁的解的稳定性。它示出，即使对于高值的表面相互作用强度的横向不稳定性起源于反铁磁膜内，因为单位反铁磁矢量的界面平面的偏差变得积极有利，在足够大的外部磁场。然而，假设反铁磁层内存在额外的面内各向异性，则可以稳定界面附近的自旋分布。原则上，这开辟了一条控制交换偏置的途径，避免了反铁磁膜中畴重排的复杂问题。
2005-07-26 cond-mat.mtrl-sci
Control of magnetism in bilayer CrI$_{3}$ by an external electric field
最近发现了二维（2D）范德华材料中的内禀铁磁性[1，2，3]。单层三碘化铬（CrI3）是铁磁性的，而双层结构据报道是反铁磁性的，此外，外部电场会改变其磁相[4]。我们研究了自然界中发现的两种叠层CrI3双层膜，发现其中一种膜的磁相确实可以通过外加电场来调节，而另一种膜仍然是铁磁的。我们用从头计算模拟了这些结果，并用一个简单的模型解释了它们，该模型基于与不同自旋相关的带的刚性位移。该模型可应用于类似的双层范德瓦尔堆叠绝缘反铁磁体。
2018-11-29 cond-mat.mtrl-sci
Revealing the magnetic proximity effect in EuS/Al bilayers through superconducting tunneling spectroscopy
铁磁绝缘体附着在超导体上，会引起巴丁-库珀-施里弗（BCS）奇异性的交换分裂，分裂的大小与磁化强度成正比，并穿透到超导体中与超导相干长度相当的深度。我们研究了EuS/Al双层膜中的这种长程磁邻近效应，发现BCS峰的交换分裂已经存在于铁磁绝缘体（EuS）的非极化状态中，并且当通过磁场磁化样品时进一步增强。在最低温度下的测量数据具有高对比度，这使我们能够将分裂BCS电导峰的线形与非极化状态下EuS层的特征磁畴结构相关联。这些结果铺平了道路工程三重态超导相关的畴壁EuS/Al双层膜。此外，在我们的隧道光谱测量中观察到的硬间隙和明确的分裂表明，EuS/Al双层膜是很好的候选人，取代强磁场在实验研究马约拉纳束缚态。
2017-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Vortex Lattices in Stripe Domains of Ferromagnet/Superconductor Bilayer
当平衡畴尺寸与有效穿透深度$Λ$相当时，铁磁/超导双层膜中畴结构的连续理论失效。相反，必须考虑离散涡的晶格。在这里，我们报告我们的结果，在条纹域结构的铁磁/超导双层膜的离散涡旋晶格。涡被假定为周期性地位于条纹域中的链上。我们研究了每个畴内最多包含三条链的构型，并通过基于London-麦克斯韦方程组的方法计算了它们的平衡能、平衡畴大小和涡旋位置。在平衡状态下，相邻区域中的涡移动一半，而它们在同一区域中彼此相邻。此外，更多的涡旋链每个域自发出现取决于磁化和畴壁能量。
2005-09-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Spin Hall torque magnetometry of Dzyaloshinskii domain walls
实验和理论研究了重金属/铁磁体双层膜中存在Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用时的电流诱导畴壁运动。的电流引起的扭矩和Dzyaloshinskii域壁的磁化结构的角度依赖性的描述和量化同时在面内场的存在下。我们表明，的抗弯强度强烈依赖于重金属，Ta和Pa之间的变化的20倍，和强大的抗弯导致在传统材料中看不到的壁变形。这些发现提供了必要的见解，了解和利用新兴的自旋电子学应用的手征磁性。
2014-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast switching dynamics of the ferroelectric order in stacking-engineered ferroelectrics
最近发现的范德华双层膜的铁电性提供了一个非常规的路线，以提高器件的性能。畴壁的静态和动态特性决定了开关场和开关速度等关键参数。在这里，我们从第一性原理理论上探讨堆叠工程铁电体的纹理属性。采用机器学习势模型，我们提出了大规模的堆叠DW和氮化硼双层膜的莫尔结构的原子模拟的结果。我们预测，稳定的铁电态的开关势垒和面内晶格畸变之间的竞争导致DW宽度为10纳米的顺序。DWs运动降低了两个数量级的单畴的临界铁电切换场，而高畴壁速度允许在皮秒时间尺度上的畴切换。与常规铁电体（或铁磁体）相比的优异性能可以实现超快且省电的非易失性存储器。通过将双层扭曲成堆叠的莫尔结构，铁电体转变成超顺电体，因为DW在超低电场下移动。
2022-12-29 cond-mat.mtrl-sci
Selective multiple domain wall injection using spin-orbit torque
我们从模拟和实验证明了一个简单的方案，在磁性纳米线的多个畴壁的选择性注入。该结构由铁磁/重金属双层材料制成的侧接触错位霍尔条组成。电流感应的自旋轨道转矩和外部磁场的组合允许形成具有特定磁化方向和长度的局部畴，从而在预定位置产生畴壁。在两侧的侧接触未对准与接触宽度相当的距离的情况下，可以通过简单地在不同的侧接触对之间施加电流来产生密集堆积的域。仿真结果表明，该方案可扩展到大量的域，其尺寸仅受畴壁宽度的限制。
2017-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Vortex Chain States in a Ferromagnet/Superconductor Bilayer
研究了铁磁体/超导体双层膜中的离散涡旋晶格，当铁磁体具有周期性的条畴且具有面外磁化时。涡被假定为周期性地位于条纹域中的链上。每个域配置只考虑两个涡链。当磁畴周期固定时，计算从迈斯纳态到混合态的转变发生的阈值磁化强度。当磁畴周期不固定时，根据磁畴的磁化强度和畴壁能量计算平衡磁畴尺寸和涡旋位置。在平衡状态下，相邻区域中的涡移动一半，而它们在同一区域中彼此相邻。
2006-06-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Effect of biaxial strain and hydrostatic pressure on the magnetic properties of bilayer CrI3
二维范德华磁性材料在未来自旋电子学器件中的应用前景十分诱人，因此探索控制其磁性的策略至关重要。在这里，我们进行了第一性原理计算和蒙特卡罗模拟研究双轴应变和静水压力对双层CrI3的磁性的影响。我们发现，磁各向异性，层内和层间交换相互作用，居里温度可以通过双轴应变和静水压力调谐。大的压缩双轴应变可能会引起两个CrI3层的铁磁到反铁磁转变。流体静压可以显著增强层间交换作用，从而大大提高居里温度。双层CrI_3中揭示的双轴应变和静水压力的影响可以推广到其他二维磁性材料。
2021-04-29 cond-mat.mtrl-sci
Moiré skyrmions and chiral magnetic phases in twisted CrX$_{3}$ (X $=$ I, Br, Cl) bilayers
我们通过结合第一性原理计算和原子模拟，提出了一个全面的扭曲双层铬三卤化物的磁相理论。我们表明，堆叠依赖的层间交换导致一个有效的莫尔场，主要是铁磁与反铁磁补丁。作为一个函数的扭曲角和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的结果的竞争层间反铁磁耦合和形成畴壁的能量成本的范围广泛的非共线磁相可以稳定。特别是，我们证明，对于小的扭转角的各种skyrmion晶相可以稳定在两个铬I $_3$和溴化铬$_3$。我们的研究结果提供了一个解释，最近观察到的非共线磁相位在扭曲双层CrI $_3$，并证明了工程的可能性，进一步非平凡的磁基态在扭曲双层Cr-三卤化物。
2021-08-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Microscopic origin of magnetization reversal in exchange-coupled ferro-/ferrimagnetic bilayers
在这项研究中，交换耦合双层系统，由亚铁磁性TbFeCo合金层和铁磁性[Co/Ni/Pt]N多层膜，磁反转过程进行了研究。特别是，未成年人的循环研究，探测仅仅是较软的铁磁层的反转特性，揭示了两个不同的反转机制，这强烈依赖于铁磁层的厚度。对于厚层，观察到宏观小回路的不可逆切换。这个反转过程的微观起源进行了详细研究，通过高分辨率磁力显微镜，显示反转是由面内畴壁传播通过铁磁层触发。相比之下，薄铁磁层显示出无磁致伸缩的反转，这是成核主导的，由于晶粒间的Co/Ni/Pt多层膜的磁各向异性的变化和与硬磁TbFeCo层的不均匀交换耦合，如微磁模拟所证实的。
2020-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Emergence of a noncollinear magnetic state in twisted bilayer CrI3
二维磁性晶体和莫尔工程的出现为通过莫尔超晶格中的竞争相互作用设计新的磁性基态打开了大门。尽管人们已经预言了一系列有趣的现象，包括多味磁态、非共线磁态、摩尔磁振子带和磁振子网络，但扭曲双层磁性晶体中的非平凡磁基态还没有实现。在这里，通过利用堆叠依赖的层间交换相互作用在CrI 3，我们证明了在小扭曲角双层CrI 3的非共线磁基态。它由反铁磁（AF）和铁磁（FM）域组成，是在莫尔超晶格的单斜堆叠区域中竞争的层间AF耦合和形成AF-FM域壁的能量成本的结果。在临界扭转角~ 3°以上，非共线态突然跃迁到共线FM基态。我们进一步表明，非共线的磁性状态可以控制门通过掺杂依赖的层间AF相互作用。我们的研究结果表明，在扭曲的双层磁性晶体，以及栅极电压可控的高密度磁存储器存储的工程摩尔磁性的可能性。
2021-03-17 cond-mat.mtrl-sci
Tuning magnetic states in CrI$_3$ bilayers via Moiré patterns
可公度扭曲双层膜可以极大地改变三卤化铬层状化合物的磁性，这为通过层旋转调节磁性状态提供了新的机会。在这里，我们介绍了一种数学方法来获得莫尔条纹在扭曲的六边形双层通过执行一定的旋转$θ$在一个层。为了测试我们的方法，我们将其应用于在CrI $_{3}$的R $\bar{3}$和C2/m相中发现具有$θ=21.79^{\circ}$和$32.20^{\circ}$的莫尔结构。为了比较的目的，我们还考虑了非移位CrI $_{3}$结构。通过\textit{Ab-Initio}方法计算了所得到的系统的电子和磁性。结果表明，存在的旋转角相关的磁配置和陡峭的修改的色散带由于在最近的和下一个最近的距离层之间的Cr原子的变化。从这些可压缩的旋转获得的修改讨论的基础上，由于原子排列的变化，不同的能量贡献之间的竞争。
2022-01-04 cond-mat.mtrl-sci
Positive and Perpendicular Exchange Bias CoO/Co Bilayers
利用磁光克尔效应、SQUID磁强计、极化中子反射率、X射线衍射和原子力显微镜对一系列不同Co层厚度的CoO/Co（111）织构双层膜的交换偏置效应进行了详细的实验研究。与第二次反转相比，所有样品在第一次磁化反转时表现出明显的磁滞不对称性。极化中子反射率测量表明，第一个反转发生通过成核和畴壁运动，而第二个反转的特点是磁化旋转。非镜面扩散自旋翻转散射表明界面磁畴的存在。所有的样品都具有一个小的正交换偏置的阻断温度以下，其次是一个占主导地位的负交换偏置场的温度降低。对于非常薄的Co膜的铁磁畴与平行和垂直的磁化方向的共存，导致一个特殊的形状的磁滞与扩展的高原状区域几乎为零的磁化。
2003-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Stacking-Controlled Magnetic Exchange and Magnetoelectric Coupling in Bilayer CrI$_2$
Universidad Técnica Federico Santa María（费德里科·Santa María技术大学）；Universidad de Antofagasta（安托法加斯塔大学）
双层CrI₂通过堆叠控制磁交换与磁电耦合，实现可调磁性和极化，为自旋电子器件提供新机遇。
2025-12-22 cond-mat.mtrl-sci
Microscopic understanding of magnetic interactions in bilayer CrI$_3$
我们对双层CrI $_3$的层间磁耦合进行了详细的微观分析。作为理解最近的实验观察结果并将其用于器件应用的第一步，我们估计了磁力响应以及总能量。各种范德华泛函明确地指向铁磁基态的低温结构的双层CrI $_3$，这是进一步证实独立的磁力响应计算。计算的轨道相关的磁力清楚地表明，$e_g$ - $t_{2g}$相互作用是稳定这种铁磁秩序的关键。通过抑制这种铁磁相互作用并增强$e_g$ - $e_g$和$t_{2g}$ - $t_{2g}$的反铁磁轨道通道，可以实现期望的反铁磁顺序。我们证明了高温单斜堆积可以是这种情况。我们的研究结果提供了独特的信息和洞察力，了解多层CrI $_3$的磁性铺平了道路，利用它的应用。
2019-04-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
