Hall effect driven by non-collinear magnetic polarons in diluted magnetic semiconductors
本文发展了稀磁半导体（DMS）中由非共线磁织构驱动的霍尔效应（拓扑霍尔效应- THE）理论。我们证明了载流子自旋轨道相互作用在束缚磁极化子（BMP）内部诱导了手性磁有序。非共线BMP的内部结构由自旋轨道耦合的类型控制，允许创建skyrmion-（Rashba）或antiskyrmion-样（Dresselhaus）配置。巡游载流子在极化子上的非对称散射导致了霍尔信号，这种信号存在于弱的外磁场和低温下。我们指出，DMS为基础的系统允许一个实验研究的载体自旋极化和非共线的磁性织构形状的依赖。
2018-01-29 cond-mat.mes-hall
Quantum Anomalous Hall Effect in Perfectly Compensated Collinear Antiferromagnetic Thin Films
我们发现，量子反常霍尔效应几乎总是发生在磁性拓扑绝缘体薄膜的顶部和底部表面层的磁化是平行的，独立的内层磁化配置。使用这个标准，我们确定的结构，有一个量子异常霍尔效应，即使他们有共线的磁性结构，没有净磁化，并讨论实现这些有趣的磁性状态的实验策略。
2021-10-02 cond-mat.mes-hall
Excitonic Quantum Anomalous Hall Effect in Collinear Magnets Without Spin-Orbit Coupling
Renmin University of China（中国人民大学）
本文提出通过激子凝聚机制在无自旋轨道耦合的列线磁体中实现量子反常霍尔效应，利用电子-声子耦合调控自旋纹理，提出V2SeTeO为潜在候选材料。
2026-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Thermal Hall effect, spin Nernst effect, and spin density induced by thermal gradient in collinear ferrimagnets from magnon-phonon interaction
从理论上研究了反转对称破缺的蜂窝晶格共线亚铁磁体的内禀热霍尔效应和自旋能斯特效应。反演对称性破缺使得最近邻原子之间存在面内Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，这不影响线性自旋波理论中的磁振子谱。然而，Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用可以通过磁振子-声子相互作用在磁弹性激发谱中诱导大的Berry曲率，从而产生热霍尔电流。此外，我们发现磁弹性激发传递自旋，这是从磁振子带继承。因此，热霍尔电流伴随着自旋能斯特电流。由于磁振子-声子相互作用不守恒自旋，我们还研究了在磁振子-声子相互作用存在的情况下，热梯度诱导的自旋密度。我们发现，自旋密度的内在部分显示没有不对称的自旋积累的边界附近的系统具有条纹几何。然而，由于磁振子-声子相互作用，我们发现非零的总自旋密度的系统扶手椅边缘。另一方面，由于磁振子-声子相互作用，非本征部分的自旋密度在扶手椅和锯齿形边缘的边界附近显示出不对称的自旋积累。此外，我们发现在锯齿形边缘的系统中，总自旋密度不为零。
2019-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
d-Wave Hall effect and linear magnetoconductivity in metallic collinear antiferromagnets
本文理论预测金属共线反铁磁体中存在二次且d-波对称的反常霍尔效应，并发现该模型中的线性磁电导，电流、电压降与磁场共面。
2024-07-17 cond-mat.mes-hall
Anomalous Hall effect in metallic collinear antiferromagnets with charge-density wave order
本文提出两种金属共线反铁磁体理论模型，通过Néel序与电荷密度波序结合实现自旋劈裂，并分别借助Rashba和内禀d波自旋轨道耦合驱动反常霍尔效应。
2024-11-25 cond-mat.mes-hall
Giant Crystal Hall Effect in Collinear Antiferromagnetic $γ$-FeMn
自发的霍尔效应通常由三种常见的机制控制，如Berry曲率、斜散射和侧跳，它们广泛存在于铁磁或反铁磁材料中。然而，在这项工作中，基于第一性原理计算，我们预测的巨晶体霍尔效应（CHE）的反铁磁$γ$ -FeMn，这是不能理解的，由以前的三个传统的机制，其中的霍尔角可以高达18.4%，在低温。利用紧束缚模型和Boltzmann输运方程，我们进一步得出结论：在$γ$ -FeMn体系中，费米面上的非对称群速度是导致这种CHE的根源。通过系统的对称性论证，我们证明了这种不寻常的效应不依赖于特定的材料，而是在任何具有相似对称性的晶体中普遍存在的，即使没有局部磁化。
2021-04-21 cond-mat.mes-hall
Large Anomalous Hall Effect in Topological Insulators Proximitized by Collinear Antiferromagnets
由于CrSb具有高的Néel温度（$\sim$ 700 K）和半金属特性，它在室温反铁磁自旋电子学应用中是一种很有吸引力的材料。利用\emph{ab initio}密度泛函理论研究了CrSb双层膜在少层拓扑绝缘体薄膜上的磁性.我们发现薄膜的总反常霍尔电导率的本征部分是非零的，并且近似量子化。发现在少层拓扑绝缘体薄膜上的双层CrSb的Néel温度比孤立的CrSb薄膜的Néel温度高约两倍。由于CrSb的费米能级态密度低，引入无序可以实现霍尔量子化。因此，拓扑绝缘体表面的CrSb双层膜是高温量子反常霍尔效应的有吸引力的候选者。
2021-07-05 cond-mat.mes-hall
Anomalous Hall effect in metallic collinear antiferromagnets
National University of Science and Technology MISIS（国立科技大学MISIS）；L.D. Landau Institute for Theoretical Physics（朗道理论物理研究所）
研究金属列式反铁磁体中异常霍尔效应的机制，通过理论分析和微观计算揭示其起源与Dzyaloshinskii不变量的关系。
2026-01-25 cond-mat.mes-hall
Optically Driven Orbital Hall Transport in Floquet Odd-Parity Collinear Altermagnets with High Chern Numbers
College of Sciences, Northeastern University（东北大学理学院）
研究通过Floquet工程在二维列状反铁磁多层中诱导f波奇宇称反铁磁性，实现可调陈数的非平衡量子反常霍尔效应，为操控轨道霍尔效应提供新途径。
2026-03-26 cond-mat.mes-hall
Observation of the Anomalous Hall Effect in a Collinear Antiferromagnet
时间反转对称性破缺是支撑许多磁拓扑现象（例如异常霍尔效应（AHE）及其量子化变体）的基本物理概念。AHE主要伴随有铁磁偶极矩，这阻碍了拓扑量子态并限制了存储器设备中的数据密度，或者伴随有具有强自旋退相干的精细非共线磁序，这两者都限制了它们的适用性。一个潜在的突破是最近的理论预测的AHE所产生的共线反铁磁性在各向异性晶体环境。这种新机制不需要磁偶极或非共线场。然而，迄今为止还没有实验观察到。在这里，我们证明了这种非常规的机制，通过测量AHE在外延层的金红石共线反铁磁体RuO $_2$。所观察到的异常霍尔电导率是大的，超过300 S/cm，并与Berry相拓扑输运的贡献。我们的结果打开了一个新的未探索的篇章时间反演对称性破缺现象的丰富类共线反铁磁材料。
2021-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Spontaneous quantum Hall effect via thermally induced quadratic Fermi point
含有拓扑非平凡费米点的无隙电子系统是各种拓扑绝缘体的来源。而大多数这些特殊的带交叉点是建立在非相互作用的晶格模型的电子结构，我们表明，一个二次费米点的特点是一个非零的缠绕数出现与共线三Q自旋密度波状态，产生于一个完美的嵌套，但拓扑平凡的费米表面。我们得到了一个普遍的低能量哈密顿量的二次费米点，并表明，这种共线排序是不稳定的标量自旋手征的发病打开一个间隙，并诱导自发量子霍尔绝缘体的温度趋于零。
2012-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin Hall Magnetoresistance in a Canted Ferrimagnet
我们研究了亚铁磁体/正常金属双层膜中的自旋霍尔磁电阻效应，比较了共线和倾斜磁相的响应。在共线磁相，其中的子晶格磁矩都沿同一轴排列，我们观察到传统的自旋霍尔磁阻。相反，在倾斜相位，磁阻改变符号。使用原子自旋模型计算的磁配置，我们表明，电输运的不同的磁相可以合理化考虑个别的亚晶格磁矩取向。这使得基于磁输运的非共线磁纹理的研究成为可能。
2016-05-24 cond-mat.mes-hall
Non-collinear Antiferromagnets and the Anomalous Hall Effect
通过密度泛函理论计算，研究了六方晶系化合物Mn $_3$ Ge和Mn $_3$ Sn的非共线反铁磁有序结构的反常霍尔效应.前者引起异常霍尔电导率（AHC）被发现是非常各向异性。对于平面情况，AHC与能带结构中的Weyl点相连，并对其进行了详细的描述。如果在Mn $_3$ Ge中观察到这种情况，则应预期约900 S/cm的大AHC。然而，在Mn $_3$ Ge中，非平面构型在能量上是有利的，在这种情况下，它产生100 S/cm的AHC。非平面配置允许拓扑霍尔效应的定量评估，所述拓扑霍尔效应被认为在很大程度上确定该电导率值。对于Mn $_3$ Sn，预测可观察到的是平面构型。在这种情况下，AHC可以大到250 S/cm。
2014-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall Effect in Type IV 2D Collinear Magnets
该研究提出IV型二维共线磁体，通过自旋层群分析和第一性原理筛选揭示其零净磁化下的反常霍尔效应，并以单层Hf2S验证相关机制。
2025-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-Collinear Spin Current for Switching of Chiral Magnetic Textures
我们提出了非共线自旋电流的概念，它的自旋极化即使在非磁性晶体中也是随空间变化的。虽然通常假设自旋霍尔电流的自旋极化是均匀的，但不对称的局部晶体势通常允许自旋极化在空间上是非共线的。基于微观的考虑，我们证明，这种非共线的自旋霍尔电流可以观察到，例如在层状的可果美Mn $_3$ X（X = Ge，Sn）化合物。此外，通过参考原子自旋动力学模拟，我们表明，非共线的自旋电流可以用来切换的手性自旋纹理的Mn $_3$ X在一个确定的方式，即使在没有外部磁场。我们的理论预测可以很容易地在实验中得到验证，这将打开一个新的路线走向复杂的自旋结构的非共线反铁磁体的电控制。
2022-02-23 cond-mat.mes-hall
Anomalous spin Hall and inverse spin Hall effects in magnetic systems
当序参量参与电荷-自旋相互转换时，将出现反常的自旋-霍尔效应（SHE）和反常的逆自旋-霍尔效应（ISHE）.当充电电流平行于铁磁体中的磁化$\vec M$或反铁磁体中的Neel阶$\vec n$时，可以产生传播和极化共线并且横向于所施加的充电电流的自旋电流。当施加的电荷电流垂直于序参量时，可以产生两个自旋电流。一种是沿序参量极化并沿电荷流方向传播的自旋流。另一种是沿电荷电流方向极化，沿序参量方向传播的。通过在异常ISHE中施加自旋电流产生与序参量成比例的电荷电流。当施加传播和极化共线的自旋电流时，电荷电流沿着序参量的垂直（自旋电流）分量，并且没有序参量的电流沿着自旋电流。对于具有彼此相互正交的传播和极化的所施加的自旋电流，如果序参量与自旋电流的极化共线，则产生沿着自旋电流传播方向的电荷电流。如果序参量与自旋电流的传播方向共线，则产生沿自旋电流极化方向的电荷流。还提出了实验验证。在应用方面，反常SHE的一大优点是可以通过控制磁性材料中的磁化强度或Neel序来控制所产生的自旋或电荷电流。
2020-08-12 cond-mat.mes-hall
Sign reversal of anomalous Hall conductivity and magnetoresistance in cubic non-collinear antiferromagnet Mn$_3$Pt thin films
Mn $_3$ X非共线反铁磁体家族中Mn原子的二维Kagome自旋晶格结构在Berry曲率物理和相关的非平凡磁输运响应的探索中提供了实质性的兴奋。这些研究中的大部分是在六方晶系中进行的，主要是Mn $_3$ Sn和Mn $_3$ Ge，其中kagome平面的法线沿着[001]方向。本文报道了我们在立方Mn $_3$ Pt薄膜中的研究，其kagome面垂直于[111]晶轴。我们的研究揭示了一个空穴导电占主导地位的霍尔响应与非单调的温度依赖性的异常霍尔电导率（AHC），从9 $Ω^{-1}$厘米$^{-1}$在室温下增加到29 $Ω^{-1}$厘米$^{-1}$在100 K，其次是下降和意想不到的符号反转在较低的温度。在磁阻测量中也观察到类似的符号反转。我们把这个符号反转的过渡从贝里曲率为主的AHC在高温下的弱倾斜铁磁AHC响应在较低的温度下，低于70 K，所造成的重新取向的Mn力矩的戈薇平面。我们在Mn $_3$ Pt薄膜中的上述结果使它们与室温反铁磁自旋电子学的集成取得了进展。
2020-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin structure and spin Hall magnetoresistance of epitaxial thin films of the insulating non-collinear antiferromagnet SmFeO$_3$
我们报告了一个反铁磁（AFM）的自旋结构成像和测量自旋霍尔磁阻（SMR）的绝缘非共线反铁磁SmFeO $_3$的外延薄膜的联合研究。X射线磁线性二向色性光电子显微镜测量显示SmFeO $_3$（110）的AFM自旋在膜的平面内排列。角相关的磁阻测量结果表明，SmFeO $_3$ /Ta双层膜表现出积极的SMR，在以前研究的共线AFM预期的负SMR相反。在较高的磁场下，SMR的振幅随外加磁场的增加而线性增加，表明AFM自旋的场致倾斜起着重要的作用。相反，在矫顽场附近，没有观察到可检测的SMR信号，表明AFM的SMR和倾斜磁化分量抵消。在50~K以下，SMR的振幅比室温下大2倍，这可能与Sm离子的长程有序有关。我们的研究结果表明，SMR是一个敏感的技术，非平衡自旋系统的非共线AFM系统。
2019-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Metallic collinear antiferromagnets with mirror-symmetric and asymmetric spin-splittings
本文理论研究了类蜂窝晶格上二维奈尔有序金属性反铁磁体，基于时间反演与镜面对称组合导致镜面对称自旋劈裂并预期反常自旋霍尔效应，无对称性时产生非对称自旋劈裂并预期反常霍尔效应。
2025-02-26 cond-mat.mes-hall
Coexistence of Anomalous Hall Effect and Weak Net Magnetization in Collinear Antiferromagnet MnTe
本研究发现块体共线反铁磁体 MnTe 存在与反常霍尔效应迟滞相关的弱净磁矩，并通过唯象与微观分析解释其非零 AHE 起源。
2023-10-13 cond-mat.mes-hall
Angular dependence of hump-shape Hall Effects for distinguishing between Karplus-Luttinger and Geometrical Origins
本文提出利用磁场旋转下驼峰峰值场的发散指数及其角度依赖，区分 Karplus-Luttinger 霍尔回线重叠与 Skyrmion 几何/拓扑霍尔效应，并以统一曲线连接两种机制。
2024-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Machine learning inspired models for Hall effects in non-collinear magnets
提出将反常霍尔张量展开为对称不变量并结合正则化技术构建模型，以最少序参量符合晶格对称性，揭示非共线磁体中高阶横向输运贡献。
2024-01-05 cond-mat.mes-hall
Spin rectification for collinear and non-collinear magnetization and external magnetic field configurations
在共线和非共线磁化以及外加磁场组态下，对单晶Fe/Au/Fe三明治结构中的自旋整流进行了电学检测。分析了其线形、线宽和信号极性。考虑了磁晶各向异性和形状各向异性后，自旋共振理论得到了很大的扩展，解释了非共线共振现象，并与实验数据符合得很好。因此，在这项工作中，一个全面的理解自旋整流铁磁金属证明。
2015-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall effect in the noncollinear antiferromagnet Mn5Si3
磁矩非共线取向的金属反铁磁体为通过分析反常霍尔效应研究自旋相关输运性质提供了一个平台。金属间化合物Mn5Si3是一种具有共线和非共线磁结构的反铁磁体，其磁结构是由Mn原子在两个不等价的晶格位置上形成的。在这里，多晶薄膜和单晶的磁输运测量报告。在所有样品中，观察到归因于磁矩的非共线分布的异常霍尔效应的额外贡献。此外，一个额外的磁相位之间的非共线和共线制度以上的变磁转变是解决在单晶中的异常霍尔效应。
2016-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarized current in non-collinear antiferromagnets
非共线反铁磁体，如Mn $_3$ Sn和Mn $_3$ Ir，最近被证明是类似于铁磁体，因为它们具有大的反常霍尔效应。在这里，我们表明，这些材料在另一个方面类似于铁磁体：在这些材料中的电荷电流是自旋极化的。此外，我们还发现，产生自旋极化电流的机制与产生横向自旋电流的机制相同，横向自旋电流与传统的自旋霍尔效应具有明显的对称性。通过\emph{ab initio}微观计算和对称性分析，说明了自旋极化电流和横向自旋电流的存在。我们讨论了这些新的自旋电流，如反铁磁金属或隧道结的可能应用。
2018-09-28 cond-mat.mes-hall
From Digital to Analogue Magnetoelectronics: Theory of Transport in Non-Collinear Magnetic Nanostructures
磁电子学主要是数字的，即由上下磁化控制。相比之下，模拟磁电子学利用非共线磁化配置发生的现象。在这里，我们回顾了最近被应用到非共线磁性纳米结构中的两个和多端结构，即随机矩阵和电路理论的输运理论。这两种方法都不适用于像垂直金属自旋阀这样的电阻环境中的高度透明系统。这个问题的解决方案是常规和自旋混合电导参数的重整化。
2003-04-18 cond-mat.mes-hall
Cotunneling through quantum dots coupled to magnetic leads: zero-bias anomaly for non-collinear magnetic configurations
利用实时图解法对弱耦合量子点与非共线磁化导线的共隧穿输运进行了理论分析。计算了在库仑阻塞条件下和系统任意磁结构下的电流、量子点占据和量子点自旋。结果表明，施加在点上的铁磁导线的有效交换场可以显着修改非共线磁配置，特别是最近发现的反平行配置的零偏置异常的输运特性。对于非对称Anderson模型，交换场引起量子点自旋的进动，导致微分电导和隧道磁阻与引线的磁矩夹角的非单调关系.对于某些非共线结构，发现了增强的微分电导和负TMR。
2006-11-16 cond-mat.mes-hall
Nonperturbative Magnetic Orbital Hall Effect in Altermagnets
Fudan University（复旦大学）；The Hong Kong Polytechnic University（香港理工大学）；Singapore University of Technology and Design（新加坡科技设计大学）；Peking University（北京大学）
本文研究了交替磁体中非微扰磁轨道霍尔效应，揭示了其在传统反铁磁体中被禁止而在所有十种旋磁拉乌类反铁磁体中普遍允许的特性，并展示了其在交替磁体中可与非相对论性自旋霍尔效应相媲美甚至更大。
2026-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field-free, spin-current control of magnetization in non-collinear chiral antiferromagnets
非共线的手征反铁磁体如Mn 3Sn和Mn 3Ge被认为显示出巨大的反常霍尔响应，这取决于它们在Kagome层中的Mn原子的逆手征磁序的取向。本文基于随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程，对这类材料的简化二维模型，研究了在没有外加磁场的情况下磁序的稳定性。我们发现，即使没有外部磁场，有序状态是，一旦形成，对热波动高度稳定。此外，我们表明，如果Mn自旋被很好地限制在每个Kagome层内，通过利用铁磁金属的自旋过滤效应注入自旋电流，我们可以以无场的方式控制面内磁结构。
2016-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetotransport in Fe3O4 nanoparticle arrays dominated by non-collinear surface spins
研究了单分散磁铁矿纳米颗粒阵列中的磁输运随退火温度的变化。随着粒子间距的减小，电荷输运机制从热辅助粒子间隧穿转变为粒子内Fe位之间的跳跃。尽管存在这种差异，但作为场的函数的磁阻（MR）表现出由非共线表面自旋主导的普遍存在的行为。所有MR作为场的函数可以通过Langevin函数精确拟合。
2021-10-10 cond-mat.mes-hall
Floquet odd-parity collinear magnets
College of Science, China University of Petroleum (East China)（中国石油大学（华东）理学院）；Eastern Institute of Technology（东方理工大学）；Center for Quantum Transport and Thermal Energy Science, Institute of Physics Frontiers and Interdisciplinary Sciences, School of Physics and Technology, Nanjing Normal University（南京师范大学物理科学与技术学院前沿交叉科学研究院量子输运与热能源科学中心）；National Laboratory of Solid State Microstructures, Nanjing University（南京大学固体微结构物理全国重点实验室）；Jiangsu Physical Science Research Center（江苏省物理科学研究中心）
通过光诱导在列反铁磁体中产生奇宇称磁体，实现新的磁态。
2026-02-25 cond-mat.mes-hall
Robust spin-transfer torque and magnetoresistance in non-collinear antiferromagnetic junctions
铁磁自旋阀和隧道结是自旋电子学应用的关键，也是最基本的自旋电子学器件之一。受反铁磁体在自旋电子学中潜在的独特优势的启发，我们在这里从理论上研究了由非共线反铁磁体构建的结。我们展示了一个大的和强大的磁阻和自旋转移扭矩能够超快切换之间的平行和反平行状态的结。此外，我们表明，非共线的顺序导致自旋转移力矩，这是在几个关键方面不同的自旋转移力矩在铁磁结。
2021-09-03 cond-mat.mes-hall
Local spin magnetization in itinerant non-collinear magnets: The local spin Berry curvature
National Institute for R&D of Isotopic and Molecular Technologies（同位素与分子技术国家研发研究所）；Laboratoire de Physique des Solides, Université Paris-Saclay, CNRS（巴黎萨克雷大学CNRS固体物理实验室）
研究巡游非共线磁体中局域自旋磁化，提出由系统对无穷小外磁场响应定义局域自旋磁化的热力学方法，与传统方法对比，发现共线磁体中二者预测相同，非共线磁体中存在定性和定量差异，该方法有独特可观测结果。
2026-07-08 cond-mat.mes-hall
Fractional corner magnetization of collinear antiferromagnets
最近的研究表明，绝缘体的电多极矩导致局部的铰链和角落的样品的分数电荷。我们在这里探讨这种关系的磁类比。我们发现，共线反铁磁体与自旋$S$定义在$d$维立方晶格功能分数量子化磁化$M_{\text{c}}^z=S/2^d$的角落。我们发现，量子化是强大的，即使在存在的无隙激发起源于自发形成的Néel顺序，虽然本地化长度发散，这表明幂律本地化的角落磁化。当关于$z$轴的自旋旋转对称性被明确打破时，角磁化不再被急剧量子化。即使在这种情况下，我们数值上发现，从量子化值的偏差是可以忽略不计的小基于量子蒙特卡罗模拟。
2021-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Magnonics in collinear magnetic insulating systems
在过去的几十年里，共线磁绝缘系统已成为一种有前途的节能信息载体。它们的基本集体自旋激发，即，磁振子可以绕过由金属基器件中的电子散射引起的焦耳热效应而长距离传播。这篇指导性文章介绍了共线磁绝缘系统中磁振子研究的理论和实验进展。我们首先概述了铁磁和反铁磁系统中自旋波的量子理论，并讨论了它们的量子统计。我们回顾了耦合相干和非相干自旋动力学的自旋和热输运现象以及磁激发和晶格自由度之间的相互作用。最后，我们向读者介绍了两个实验探针的磁化动力学，自旋输运和NV中心弛豫设置的关键成分，并讨论了相关的实验结果概述的理论。
2021-02-11 cond-mat.mes-hall
Current-induced dynamics in non-collinear dual spin-valves
从理论上研究了自旋阀纳米柱中自由磁性层位于两层固定磁矩的磁性薄膜之间时的自旋转移矩和电流诱导自旋动力学。计算了自旋扩散输运极限下的自旋转移矩随磁位形的变化。结果表明，最外层磁性层的非共线磁结构对中心自由层的自旋力矩和自旋动力学有很大的影响。利用宏观自旋模拟，我们对由不同磁性层组成的自旋阀中的自由层自旋动力学作了一些预测。我们还提出了一个非共线磁位形下的临界电流公式，它表明临界电流的大小可以比典型的单自旋阀小几倍。
2009-09-25 cond-mat.mes-hall
Photo-induced Non-collinear Interlayer RKKY Coupling in Bulk Rashba Semiconductors
本文研究了磁性多层膜中由体 Rashba 半导体 BiTeI 介导的层间交换耦合的光驱动效应，发现光照不仅增强了共线耦合的振荡周期与衰减幂律，还独特地诱导了非共线磁性交换耦合，为通过光属性调控自旋轨道耦合系统的磁性现象提供了新平台。
2024-08-28 cond-mat.mes-hall
Magnon spin transport in the van der Waals antiferromagnet CrPS4 for non-collinear and collinear magnetization
本研究针对范德华反铁磁体CrPS₄的磁振子自旋输运特性展开，通过电、热两种注入方式测试不同磁化态下的输运参数，发现共线态下存在显著输运信号而非共线态电导率近零，为二维磁体在磁振子器件中的应用提供了实验依据。
2024-11-01 cond-mat.mes-hall
Imaging and writing magnetic domains in the non-collinear antiferromagnet Mn$_{\text{3}}$Sn
利用非共线反铁磁体（AFM）的独特性质对于充分利用反铁磁自旋电子学的潜力至关重要。事实上，许多实现铁磁自旋电子器件的效应在具有非共线自旋结构的材料中具有对应的对应物。此外，在非共线AFM中实验观察到了磁自旋霍尔效应等新现象，并从理论上预测了通过自旋极化电流实现的铁磁自旋转移力矩的等价存在。尽管有这些发展，在非共线反铁磁体中观察到的丰富的物理现象的解释是具有挑战性的，因为微观自旋排列，磁畴分布和畴取向已被证明是非常难以实验访问。由于成像和写入磁畴对于应用来说是至关重要的，因此这就更成问题了。成功的成像是一个基本的要求，以实验证实自旋转移扭矩作用于非共线畴壁，因此突出的兴趣。在这里，我们证明了非共线AFM Mn3Sn薄膜的局部磁结构可以通过扫描热梯度显微镜（STGM）成像。该技术基于在样品表面上扫描激光点，并记录随后的热电压。我们在一系列不同的温度下的磁结构的图像，并表明，在室温下，域结构是不受影响的应用程序的中等磁场。除了成像，我们建立了一个计划，热辅助磁纪录，使用局部激光加热结合磁场有意写入反铁磁域图案。
2019-05-31 cond-mat.mes-hall
Spin-transport in multi-terminal normal metal - ferromagnet systems with non-collinear magnetizations
本文发展了一种考虑非共线自旋积累的正常金属-铁磁混合电子电路中的自旋输运理论。通过电阻元件的自旋输运由4个电导参数描述。这些电导的微观表达式中导出的散射矩阵和明确计算简单的模型。将电路理论应用于附着在铁磁储层上的二端和三端器件。
2001-05-22 cond-mat.mes-hall
Non-collinear magnetism in freestanding and supported monatomic Mn chains
利用第一性原理计算，我们研究了单原子Mn链中非共线磁序的发生。首先，我们专注于独立的锰链，并证明他们表现出显着的非共线基态在大范围的原子间的距离在链中的原子。通过人为改变Mn的原子序数，我们研究了Mn链与Fe和Cr的合金化对磁性基态的影响。随着3d电子数的增加，我们发现一个平滑的过渡，在磁相空间中从反铁磁状态的纯铬链通过制度的非共线基态富锰链的铁磁溶液接近纯铁链的极限。第二，我们研究了在Cu，Pd和Ag的（110）-表面上支撑的Mn链的磁性。我们发现，即使是一个弱的链表面杂化是足以显着改变链中的磁耦合。然而，虽然我们观察到Mn链在Pd（110）上是反铁磁的，但在能量低于反铁磁溶液几meV的Cu（110）和Ag（110）上，Mn链存在弱的非共线磁序。我们解释了敏感的依赖于原子间的距离，化学成分，和它们的环境的基础上的铁磁双交换和反铁磁动力学交换机制之间的竞争锰链的交换相互作用。最后，我们进行了模拟，预测Mn链在Cu（110）和Ag（110）上的非共线磁序可以通过自旋极化扫描隧道显微镜进行实验验证。
2011-03-05 cond-mat.mes-hall
Noncollinear Spintronics and Electric-Field Control: A Review
我们的世界是由各种不同结构的材料组成的，其中自旋结构在当代信息技术的自旋电子器件中起着举足轻重的作用。除了传统的共线自旋材料，如共线铁磁体和共线反铁磁耦合材料，非共线自旋电子材料由于奇异的物理现象而成为研究的热点。本文首先介绍了两种非共线自旋结构，即：产生实空间Berry相的手征自旋结构和产生动量空间Berry相的共面非共线自旋结构，进而发展到这些非共线自旋系统中的拓扑霍尔效应、反常霍尔效应、多铁性、Weyl费米子、自旋极化电流和自旋霍尔效应等相关的新物理现象。随后，我们总结和阐述了非共线自旋结构的电场控制和相关的物理效应，这可能使未来的超低功耗自旋电子器件。在最后的展望部分，我们强调了实验检测理论预测的有趣自旋极化电流、验证无自旋轨道耦合情况下的自旋霍尔效应以及探索非共线反铁磁材料的各向异性磁电阻和畴壁相关磁电阻效应的重要性和可能途径。
2020-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tuning non-collinear magnetic states by hydrogenation
当H原子掺入Ir（111）表面的Fe单层膜中时，形成两种不同的超结构。根据所提供的H的量，产生高度有序的p（2x2）六边形超结构或不规则的大致正方形结构。我们在这里提出的自旋极化扫描隧道显微镜（SP-STM）的测量结果表明，在这两种情况下的原始Fe单层的磁性nanoskyrmion晶格状态被修改。我们在这些氢化膜的磁状态的测量是在协议的摆线自旋螺旋的叠加，遵循的模式和对称性所规定的H超结构。因此，我们在这里证明的可能性，改变对称性的非共线磁态的薄膜，而不改变其基板。
2018-12-17 cond-mat.mes-hall
Conductance fingerprints of non-collinear magnetic states in single atom contacts: a first-principles Wannier functions study
我们提出了一个第一性原理计算方案，用于研究具有非共线磁序的一维纳米结构的弹道输运性质。的电子结构得到的密度泛函理论内实施的全势线性增广平面波（FLAPW）方法和映射到紧束缚通过非共线Wannier函数的输运哈密顿量。然后使用格林函数方法基于Landauer公式计算电导。作为第一个应用程序，我们研究了两个铁磁Co单线终止于单个Mn顶点原子作为Mn-Mn分离的函数之间的电导。我们改变Mn-Mn分离从接触（约2.5至5欧姆）到远隧穿区（5至10欧姆）。Co电极的磁化方向被选择为平行或反平行排列，并且我们允许两个Mn自旋的不同自旋配置。在隧穿和进入接触区时，电导由$s$ - $d_{z^2}$ -态支配。在紧密接触的制度（低于3.5 Ω）有一个额外的贡献，平行磁化排列从$d_{xz}$ -和$d_{yz}$ -状态，这引起了磁阻的增加，因为它是不存在的反平行磁化。如果我们允许Mn自旋弛豫，则在接近接触处形成非共线自旋态。我们表明，从共线的过渡到这样的非共线的自旋结构的两个Mn原子的方法留下了一个特征指纹的距离依赖性的电导和磁阻的结。我们解释的非共线自旋状态的电导的基础上的$d_{xz,yz}$ -态的Mn自旋和它们的耦合到Co电极之间的自旋相关的杂交的效果。
2012-08-07 cond-mat.mes-hall
Electrical detection of magnetic skyrmions by non-collinear magnetoresistance
磁skyrmions是本地化的非共线自旋织构与未来的自旋电子应用的高潜力。Skyrmion相已经在许多材料中被发现，并且当前研究的焦点是用于在设备中实现的单个Skyrmion的制备、检测和操纵。Skyrmions的局部实验表征已经由，例如，洛伦兹显微镜或原子尺度的隧道磁阻测量使用自旋极化扫描隧道显微镜。在这里，我们报告的微分隧道电导磁skyrmion所产生的非共线性的急剧变化：自旋通道之间的混合局部改变电子结构，使skyrmion电子不同的铁磁环境。我们提出这种非共线磁阻（NCMR）作为一个可靠的全电检测方案的skyrmions与一个简单的实现到设备架构。
2015-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Non-collinear spin-orbit magnetic fields in a carbon nanotube double quantum dot
实验证明，在弯曲的碳纳米管两段器件中可以实现非共线的内禀自旋轨道磁场。在量子点体系中分析的每个片段显示出近四重简并壳层结构，允许识别两个片段之间的自旋-轨道耦合和角度。此外，我们确定了特定壳层和磁场下量子态的四个唯一自旋方向。这类量子点系统与诱导超导关联相结合时特别有趣，因为它可以促进非常规的超导性和库珀对纠缠的检测。我们的设备包括必要的元素。
2016-06-03 cond-mat.mes-hall
Noncollinear Antiferromagnetic Haldane Magnon Insulator
本文对具有Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的蜂窝晶格上的非共线反铁磁系统的拓扑磁振子带和热霍尔效应进行了全面的研究。我们从理论上证明了该系统具有拓扑磁振子带和陈数保护边模，并伴有非零的热磁振子霍尔效应。这些特征是由于所施加的面外磁场引起的磁矩的非共线性而产生的。我们的研究结果为在蜂窝状反铁磁化合物XPS $_3$（X=Mn，Fe）和$α$ -Cu $_2$ V $_2$ O $_7$中实现拓扑磁振子输运提供了实验线索.
2017-06-08 cond-mat.mes-hall
From collinear to vortex magnetic structures in Mn corrals on Pt(111)
在密度泛函理论的框架下，研究了Pt（111）表面上Mn小团簇的磁性.我们发现Mn原子具有大的磁矩，数量级为4 μ B/原子，并具有主要的反铁磁原子间交换作用。发现在环状团簇中存在量子限域效应，表明即使很小的团簇也可以被看作量子限域。反铁磁交换耦合导致在简单的corpendum的共线磁排列，以及复杂的非共线有序，如涡旋状结构，为corpendum与特定的几何形状的情况下，反铁磁性变得沮丧。
2010-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Collective spin dynamics under dissipative spin Hall torque
在层状磁性异质结构中，电流感生自旋力矩在广泛的磁性材料类别中具有许多共性。这些系统不仅包括共线铁磁体、亚铁磁体和反铁磁体，还包括更复杂的非共线自旋系统。我们开发了一个通用的拉格朗日-瑞利方法来研究耗散转矩的作用，它可以将能量泵入长波磁动力学，引起动态不稳定性。虽然瑞利结构的这种扭矩是类似的不同的磁性材料，其后果敏感地依赖于性质的顺序，特别是，对是否有一个净磁矩。后者赋予系统单极开关能力，而磁补偿材料往往演变为极限环，在大扭矩，与手性依赖于扭矩符号。除了铁磁和反铁磁的情况下，我们讨论亚铁磁体，显示开关和极限环之间的复杂竞争。作为一个简单的情况下，补偿非共线秩序，我们认为各向同性自旋玻璃，以及它们与共线磁秩序共存的情况。
2020-10-29 cond-mat.mes-hall
Quenching the Non-Collinear Spin Order in High-Tc Layered Ferromagnet Fe5GeTe2
Morgan State University（摩根州立大学）
通过取代Fe5GeTe2中的40% Ni，抑制其非共线自旋有序，揭示高临界温度层状铁磁体的磁性机制。
2025-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reversible Tuning of Collinear versus Chiral Magnetic Order by Chemical Stimulus
Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用通过非磁性间隔物的传导电子介导共线磁相互作用，导致磁性多层膜中的铁磁或反铁磁磁化。由此产生的自旋极化电荷输运效应已经发现了许多应用。最近已经发现，重非磁性间隔物能够介导非共线和手性的间接磁耦合。这种Dzyaloshinskiii-Moriya增强的RKKY（DME-RKKY）相互作用导致了各种有趣的磁性结构的出现，例如skyrmions和自旋螺旋。使用这些磁性准粒子的应用需要彻底理解和微调Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和其他磁性相互作用之间的平衡，例如，交换相互作用和磁各向异性的贡献。在这里，我们表明，通过自旋极化扫描隧道显微镜，在Ir（001）的氧化锰链的自旋结构可以重复地从手性共线反铁磁链间相互作用切换通过增加MnO $_2$的氧化态，而相反的过程可以通过热还原诱导。低能电子衍射强度数据（LEED-IV）分析揭示了潜在的结构变化。密度泛函理论的计算表明，磁性转变可能是由于氧化后海森堡交换的显着增加。
2022-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-collinear Magnetoelectronics
混合铁磁材料的电子输运性质|诸如多层和自旋阀的常规金属结构取决于铁磁元件的磁化方向的相对取向。虽然平行和反平行磁化的电阻的对比，即所谓的巨磁阻，在相当长的一段时间内得到了相当好的理解，但非共线磁电子电路和器件的相干图像只是最近才发展起来。在这里，我们回顾这样一个理论的电子电荷和自旋输运一般磁化方向的基础上的半经典概念的矢量自旋积累。结合散射矩阵的第一性原理计算，可以理解和定量预测不同材料组合的许多现象，例如电流引起的自旋转移力矩。
2006-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
