Harnessing Interlayer Magnetic Coupling for Efficient, Field-Free Current-Induced Magnetization Switching in a Magnetic Insulator
针对磁性绝缘体因界面效应导致自旋相关作用弱、器件性能受限的问题，通过插入Co层利用金属-绝缘磁体交换耦合，将自旋轨道矩效率提升20倍以上，实现无外场电流诱导磁化翻转，为低功耗自旋电子器件提供新平台。
2024-04-01 cond-mat.mtrl-sci
Interlayer Charge-density-wave Vector Phase Induced Structural Chirality
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Northeastern University（东北大学）；RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（理化学研究所物质结构科学研究中心）；Princeton University（普林斯顿大学）
本研究揭示层间电荷密度波矢量相位调控手性结构，通过第一性原理计算预测了AV₃Sb₅和1T-TiSe₂的手性CDW结构，并预测1T-NbSe₂为实现手性CDW有序的候选材料。
2026-03-12 cond-mat.mtrl-sci
Interlayer exchange coupling -- a general scheme turning chiral magnets into magnetic multilayers carrying atomic-scale skyrmions
本文报道了利用层间交换耦合来扩展手性磁性薄膜在零磁场下出现稳定或亚稳定磁skyrmion的机制的一般原理。我们验证了这一概念的基础上的第一性原理模型的Mn单层W（001）衬底，一个原型的手征磁铁，其原子尺度的磁性织构是由交换相互作用的挫折，不可能解开实验室磁场。通过对Mn/W $_m$ /Co $_n$ /Pt/W（001）多层膜系统的\textit{ab initio}计算，我们发现对于一定厚度的W间隔层$m$和Co参考层$n$，参考层的有效场完全替代了形成Skyrmion所需的磁场.
2016-04-01 cond-mat.mtrl-sci
Interlayer vibrational hybrid normal mode enabling molecular chiral phonons
通过第一性原理计算，发现芘修饰的MoSe₂单层中由分子受阻旋转与基底光学模式耦合产生红外活跃手性声子，为分子超晶格中实现声子手性提供了可能。
2023-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Field-Free Switching in Symmetry Breaking Multilayers: The Critical Role of Interlayer Chiral Exchange
研究了Pt/Co多层膜系统中层间DMI诱导的对称性破缺，阐明了其有效场随堆叠数递减的趋势，并证实i-DMI在电流诱导无场翻转中起主导作用。
2023-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field-free Magnetization Switching by Utilizing the Spin Hall Effect and Interlayer Exchange Coupling of Iridium
通过自旋霍尔效应的自旋轨道矩（SOT）的磁化切换代表了用于磁阻随机存取存储器（MRAM）的自旋转移矩（STT）的磁化切换的竞争性替代方案，因为其不需要高密度电流通过隧道结。然而，对于垂直MRAM，自由层的SOT驱动切换需要外部面内场，这对实际应用中的可行性造成限制。在这里，我们展示了无场磁化切换的垂直磁铁，通过利用铱（Ir）层。Ir层不仅通过自旋霍尔效应提供SOT，而且还诱导与面内磁性层的层间交换耦合，这消除了对外部场的需要。Ir层的这种双重功能允许将来构建用于存储器和逻辑应用的磁阻堆叠。实验观察表明，SOT驱动的无场磁化反转的特点是畴形核和扩展。进行微磁建模，以提供在面内交换耦合场的存在下的垂直磁化反转过程的深入理解。
2018-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric-field Switching of Interlayer Magnetic Order in a van der Waals Heterobilayer via Spin-potential Coupling
本文提出自旋-电势耦合机制以增强二维范德华磁体中的磁电耦合，并据此设计CrI3/MnSe2等异质双层，在约0.1 V/Å电场下实现层间铁磁到反铁磁序的纯电场切换。
2025-02-05 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Hybridization-controlled re-entrant electronic phase switching and moire-confined states in twisted bilayer PtTe2
Kyung Hee University（庆熙大学）；Korea Institute of Science and Technology Information (KISTI)（韩国科学技术信息研究院）；The Anthony J Leggett Institute for Condensed Matter Theory, Department of Physics, University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校物理学院安东尼·J·雷格特凝聚态理论研究所）
研究扭曲双层PtTe₂中电子态演化，通过第一性原理计算发现其在无隙和有隙态间非单调变化，7.34°结构无隙，中间角度有能隙，60°构型能隙关闭更大角度重新打开，确定层间杂化重新分布是再入能隙演化微观起源。
2026-07-16 cond-mat.mtrl-sci
Electric-field-driven magnetic switching and tightly bound interlayer excitons in bilayer CrSBr
Wuhan National High Magnetic Field Center and School of Physics, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学物理学院）；School of Physics and Technology, Wuhan University（武汉大学物理科学与技术学院）；National Institute for Material Science（日本国立材料研究所）
本研究在双层CrSBr中实现了电场驱动的反铁磁-铁磁可逆开关，并发现强束缚层间激子，揭示了线性磁电效应和电场调制的层间交换耦合两种共存机制。
2026-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multistate Manipulation of Charge-Spin Conversion in Two-Dimensional Ferroelectric Bilayers
University of Regensburg（雷根斯堡大学）；Tsinghua University（清华大学）
提出在二维铁电双层中同时控制Edelstein效应和自旋霍尔效应的机制，通过层间极化构型切换实现三种不同状态的电控自旋积累，并利用第一性原理计算在PtBi2双层中验证。
2026-06-15 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring Interlayer Chiral Exchange by Azimuthal Symmetry Engineering
本研究提出方位角对称性工程方案，通过楔形沉积调控层间DMI强度，实现无场SOT磁化翻转，并抑制空间不均匀性，为SOT-MRAM等自旋电子器件设计提供指导。
2023-12-25 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Photoexcitation of moiré-trapped interlayer excitons via chiral phonons
Heriot-Watt University（赫瑞-瓦特大学）；University of Valencia（瓦伦西亚大学）；Sogang University（西江大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
通过手性声子实现摩尔陷阱层间激子的受控激发，为谷电子学和量子光子学提供新途径。
2025-12-24 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Spin injection and emission helicity switching in a 2D perovskite/WSe2 heterostructure
本研究在(BA)₂PbI₄/WSe₂单层异质结中实现层间激子发射螺旋度的可调谐控制，揭示价带杂化态的调控机制，为二维钙钛矿在光自旋电子学的应用提供重要支撑。
2025-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast switching of the electric polarization and magnetic chirality in BiFeO3 by an electric field
使用基于第一性原理的有效哈密顿在分子动力学模拟，我们发现，施加一个电场是相反的极化的初始方向的结果在切换的极化和磁手性矢量的多铁性BiFeO 3在超快的步伐（即皮秒的顺序）。我们讨论了这种双重超快开关的起源，发现它涉及原始的中间磁态，并可能为设计各种器件带来希望。
2014-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast switching of photoinduced phonon chirality in the antiferrochiral BPO$_{4}$ crystal
Nanjing University of Posts and Telecommunications（南京邮电大学）；Nanjing Normal University（南京师范大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
研究通过超快太赫兹光控制BPO₄晶体中手性声子的动态切换，实现超快光学操控声子手性的新方法。
2025-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Chiral Phonons Enable Ultrafast Magnetization Switching via Magnetoelastic Coupling
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics (NUAA)（南京航空航天大学）；Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), CSIC（马德里材料科学研究所，西班牙国家科学研究委员会）；The University of Manchester（曼彻斯特大学）；University of York（约克大学）
研究利用太赫兹驱动的手性声子通过磁弹性耦合实现比线性声子更快的磁化翻转，揭示了手性在自旋-晶格动力学中的关键作用。
2026-06-17 cond-mat.mtrl-sci
Switching 2D Magnetic States via Pressure Tuning of Layer Stacking
二维范德瓦尔斯（2D vdW）晶体的物理性质敏感地依赖于层间耦合，而层间耦合与层间排列和层间距密切相关。例如，简单地改变石墨烯层之间的扭转角可以诱导各种相关的电子相，其可以通过施加流体静压以减小层间间距来以连续方式进一步控制。在最近发现的2D磁体中，理论表明层间交换耦合强烈地依赖于层分离，而堆叠布置甚至可以改变磁交换的符号，从而大幅修改基态。在这里，我们证明了压力调谐的磁秩序在2D磁铁CrI3。我们使用隧道和扫描磁圆二色显微镜测量探测的磁性状态。我们发现，层间磁耦合可以增加一倍以上的静水压力。在双层CrI3中，压力引起从层状反铁磁相到铁磁相的转变。在三层CrI3中，压力可以产生三相共存的畴，一个铁磁性和两个不同的反铁磁性。观察到的磁序变化可以用堆叠排列的变化来解释。堆叠顺序和磁性之间的这种耦合为设计者的磁性相和功能提供了充足的机会。
2019-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral magnetic interlayer coupling in synthetic antiferromagnets
交换耦合是铁磁耦合的基础，是决定磁性系统静态和动态的关键因素。这种基本相互作用有两种形式--对称耦合和反对称耦合。虽然对称耦合导致铁磁性和反铁磁性，反对称耦合吸引了显着的兴趣，由于其在促进拓扑非平凡的自旋纹理，承诺高速和节能设备的主要作用。到目前为止，反对称交换耦合相当短的范围内，仅限于一个单一的磁性层已被证明，而对称耦合也导致长程层间交换耦合。在这里，我们报告的远程反对称层间交换耦合的垂直磁化合成反铁磁体与平行和反平行磁化排列丢失的组件。不对称的磁滞回线下的平面内的字段明确揭示了这种新的相互作用，这不能占现有的耦合机制，导致倾斜的磁化排列的单向性和手性性质。这可以用自旋-轨道耦合与多层膜对称性降低相结合来解释。这类新的手性相互作用为工程磁结构提供了额外的自由度，并有望实现一类新的三维拓扑结构。
2019-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral charge density wave in 4Hb- and 1T-TaS$_2$: The Role of interlayer coupling
Technion（以色列理工学院）；Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；Diamond Light Source（钻石光源）；STFC Rutherford Appleton Laboratory（STFC鲁瑟福阿普尔顿实验室）；Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie（柏林亥姆霍兹材料与能源中心）
研究揭示4Hb-TaS₂中存在左旋和右旋手性电荷密度波，并发现其层间耦合显著弱于1T-TaS₂，为探索可调手性CDW现象提供了准二维平台。
2025-08-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Vector Spin Chirality Switching in Noncollinear Antiferromagnets
Jawaharlal Nehru Centre for Advanced Scientific Research（贾瓦哈拉尔·尼赫鲁高级科学研究中心）；SASTRA Deemed University（萨斯特拉认定大学）；Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)（德国电子同步加速器）；Indian Institute of Science Education and Research Thiruvananthapuram（印度科学教育研究所特里凡得琅分校）；UGC-DAE Consortium for Scientific Research（UGC-DAE科研联盟）；ALBA Synchrotron Light Source（阿尔巴同步辐射光源）；The University of Sydney（悉尼大学）；Indian Institute of Science Education and Research Bhopal（印度科学教育研究所博帕尔分校）
研究通过实验和理论揭示了非共面反铁磁体中温度驱动的矢量自旋手性切换，及其引发的量子几何和相变效应。
2025-12-19 cond-mat.mtrl-sci
AlN Gate Interlayer for UWBG AlGaN Transistors with Breakdown Field >6.9 MV/cm and PFOM >1.8 GW/cm2
The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）
通过再生长外延AlN栅极中间层，实现了超宽带隙AlGaN极化梯度场效应晶体管的击穿场强超过6.94 MV/cm和功率优值超过1.87 GW/cm²，展示了其在下一代高功率开关和射频应用中的潜力。
2026-06-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Magnetic interlayer coupling between ferromagnetic SrRuO$_3$ layers through a SrIrO$_3$ spacer
调整磁性多层膜特性的一个关键因素是各个磁性层之间的耦合。在Skyrmion托管多层膜的情况下，跨磁性层的Skyrmion耦合是非常期望的。在这里的磁性层间耦合的外延全氧化物异质结构的铁磁钙钛矿SrRuO $_3$层分离的强自旋-轨道耦合氧化物SrIrO $_3$的间隔进行了研究。这种氧化物层的组合正在被讨论作为一个潜在的候选系统主机Néel skyrmions。进行一阶反转曲线（FORC）测量以区分各个层的磁切换过程并从样品$'$信号中分离软磁杂质的信号。此外，FORC研究能够确定磁性层之间的耦合是铁磁还是反铁磁。所观察到的层间耦合强度是弱的所有异质结构，与SrIrO $_3$间隔层之间的2个单层和12个单层厚。
2022-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Chiral Coupling between Magnetic Layers with Orthogonal Magnetization
我们报道了在面内磁化的Co层和垂直磁化的TbFe层之间通过Pt间隔层发生强的层间Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskii-Moriya）。通过霍尔效应和磁电阻测量，我们揭示了这种手性耦合有利于Co和TbFe的单手正交磁结构。由Pt介导的磁耦合在任一层上产生高达10-15 mT的有效磁场，其随着Pt厚度的增加而单调减小。Ru、Ta和Ti间隔物介导的耦合比Pt小得多，突出了Pt在诱导层间介导中的重要作用。这些结果对于理解和最大化层间耦合以及设计具有手性自旋织构的自旋电子器件具有重要意义。
2021-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale quantum imaging of field-free deterministic switching of a chiral antiferromagnet
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；University of Michigan（密歇根大学）；University of California, Davis（加州大学戴维斯分校）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）；Colorado State University（科罗拉多州立大学）
本研究利用自旋轨道扭矩在手性反铁磁体Mn3Sn中实现无场确定性磁化切换，并通过量子显微镜观察到高达90%的磁切换比。
2025-05-28 cond-mat.mtrl-sci
Initialization-free ultralow-power programmable spin-orbit torque logic devices enabled by chirally asymmetric switching
State Key Laboratory of Semiconductor Physics and Chip Technologies, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences（中国科学院半导体研究所）
该研究通过手性不对称开关，制备出无初始化、超低功耗的可编程自旋轨道转矩逻辑器件，可在单个器件内实现全部16种布尔逻辑运算，还研发出多种全电学自旋基级联计算器件，为下一代存内计算芯片开发提供了新方向。
2026-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Interlayer ferroelectric polarization modulated anomalous Hall effects in four-layer MnBi2Te4 antiferromagnets
本文通过对称性分析和DFT计算，研究了四层反铁磁MnBi2Te4中层间铁电极化对磁序和反常霍尔效应的影响，发现极化工程可将材料从平庸绝缘体转化为Chern绝缘体并反转霍尔电流方向。
2024-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic resonance of exchange-coupled perpendicularly magnetized bilayers
在垂直磁化系统中，强铁磁层间交换耦合$J$正变得越来越受欢迎。我们研究是否铁磁层间交换耦合可以测量宽带铁磁共振方法和磁磁滞回线的组合。为此，我们模拟开关和双层系统中的本征激发，包括一个软层耦合到一个较厚的硬层，具有较高的垂直磁各向异性。对于大的$J >0$，开关场基本上与$J$无关，但是双层的光学本征模的频率和声学和光学本征模的线宽直接对耦合敏感。我们推导出一个语料库的紧凑的解析表达式来分析这些频率，它们的线宽，并讨论其意义。我们说明了这个语料库上的系统模仿的磁隧道结的自旋力矩应用程序的固定层。
2016-04-21 cond-mat.mtrl-sci
Temperature-controlled interlayer exchange coupling in strong/weak ferromagnetic multilayers: a thermo-magnetic Curie-switch
我们研究了一种新型的层间交换耦合的基础上驱动强/弱/强铁磁三层通过居里点的弱铁磁间隔，与强铁磁外层之间的交换耦合，可以切换，开和关，或通过控制材料的温度连续变化的幅度。我们使用不同成分的Ni-Cu合金作为间隔层材料，从第一性原理出发，模拟了邻近感生磁性和通过间隔层的层间交换耦合效应，不仅考虑了热自旋无序，而且考虑了Ni原子磁矩对非磁性Cu最近邻浓度的依赖性。我们提出并证明了一个梯度组成的间隔，具有较低的镍浓度的接口，大大提高了有效交换的均匀性和显着改善的热磁开关的结构。所报道的磁性多层材料可以形成各种新型磁性器件的基础，例如传感器、振荡器和基于器件中的热磁居里开关的存储元件。
2012-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring Zero-Field Magnetic Skyrmions in Chiral Multilayers by a Duet of Interlayer Exchange Couplings
提出利用手性多层膜中两种层间交换耦合的协同作用，从能量学和成核动力学两方面增强零场斯格明子稳定性并调控密度，为可扩展斯格明子器件提供方案。
2023-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theoretically predicted picosecond optical switching of spin chirality in multiferroics
我们从理论上证明了用精确的自旋哈密顿量描述多铁性锰钙钛矿材料，应用太赫兹频率的皮秒光脉冲可以通过强烈激发电磁振子来切换自旋手征性。在ab/bc平面上有顺时针和逆时针自旋螺旋四种不同的自旋手征态，通过调节脉冲的强度、形状和长度，可以任意控制这些态之间的切换.还讨论了开关过程中的动态斑图形成。
2010-10-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ultrasensitive Sub-monolayer Palladium Induced Chirality Switching and Topological Evolution of Skyrmions
手性自旋纹理从根本上是有趣的，与许褚的应用。稳定的手性通常通过在不对称多层膜中引入Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction，Dzyaloshinskii-Moriya interaction）来实现，其中每层的厚度至少是几个单层。在这里，我们报告了一个超灵敏的手征开关（Ni/Co）n多层诱导盖帽只有0.22单层的Pd。使用自旋极化低能量电子显微镜，我们监测域壁从左手到右手尼尔墙的逐渐演变，并量化的Pd帽层引起的氧化。我们还观察到的手征演变的skyrmion在开关，没有显着的拓扑保护被发现作为skyrmion绕组数的变化。这对应于在Skyrmion手征切换期间< 1阿焦耳的最小能量成本。我们的结果显示了详细的手征性的演变过程中的Skyrmions的符号开关，这是相关的实际应用的Skyrmionic器件。
2022-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Three-dimensional modeling of chiral nematic texture evolution under electric switching
手性双折射液晶具有均匀扭曲的螺旋平面基态和亚稳态的富缺陷焦锥织构，并且可以通过施加瞬态电压脉冲在两种微结构之间切换。在这项工作中，我们模拟这些电致纹理转变，使用有限差分方法来研究由此产生的微观结构的演变，这种转变已经在三维建模的第一次。我们分析了平面到焦锥，焦锥到平面，平面到平面的过渡取决于电压脉冲幅度。我们首先考虑具有匹配的扭转和弯曲弹性常数的手征向列相的特殊情况。结果表明，在无序焦锥织构的各种缺陷丰富的形态，并证明了快速恢复的平面基态的开关没有形成一个短暂的平面状态。我们评估纹理微观结构的演变以及细胞电容。除了单一的弹性常数近似，我们评估的平面瞬态平面以及平面Helfrich变形过渡的液晶化合物具有不同的弹性常数的模拟。我们的方法表示作为一个单轴导演场的发展中的微观结构，从张量表示计算的弛豫动力学，使半电荷向错缺陷不被抑制。我们讨论了这些计算效率高的三维建模方法的设计和优化的手征性双折射器件的潜在应用。
2019-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Hybrid Magneto Photonic Material Structure for Plasmon Assisted Magnetic Switching
我们已经提出了在混合磁光子异质结构的界面处使用表面等离子体共振[Opt. Mat.实验，7，4316（2017）]用于在fs时间尺度中对纳米结构中的宏观自旋取向进行全光学控制。这需要强的自旋光子耦合的光磁场的共振增强，产生通过逆法拉第效应，在磁性纳米结构与垂直各向异性。在这里，我们报告纳米厚的夹层的发展，以控制生长在耐火等离子体材料上的hcp-Co合金的生长方向，使磁轴对准平面外，从而满足实现超快磁光子器件的关键要求。
2020-09-11 cond-mat.mtrl-sci
Collinear order and chirality-reorientation transition in the Cairo pentagonal magnet Bi$_4$Fe$_5$O$_{13}$F
我们发现，层间自旋发挥双重作用，在开罗五边形磁铁双$_4$铁$_5$ O $_{13}$ F，一方面介导的三维（3D）磁序和其他驱动自旋重取向的转变内和之间的平面。由中子衍射和穆斯堡尔谱揭示的磁序序列具有两个正交的磁结构，由相反的局部矢量手征描述，以及一个中间的，部分无序的相位，几乎共线的自旋。理论上已经预测了类似的共线相通过量子涨落而稳定，但是Bi $_4$ Fe $_5$ O $_{13}$ F离相关的参数区域非常远。虽然所观察到的面内重取向不能解释任何标准的挫折机制，我们的从头算能带结构计算揭示了强大的单离子各向异性的层间铁$^{3+}$自旋，原来是有助于控制本地矢量手性和相关的层间秩序。
2017-09-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Chiral magnetization textures stabilized by the Dzyaloshinskii-Moriya interaction during spin-orbit torque switching
我们研究了Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskii-Moriya）对垂直磁化重金属/铁磁体/氧化物三层膜电流感生磁开关的影响，实验和微磁学模拟都是如此。我们报告的生成足够大的开关区域中的磁感应强度的稳定的螺旋磁化条纹，从而产生中间状态的磁化确认的基本作用的的开关过程。我们比较的模拟和实验结果的宏观自旋模型，显示需要一个微磁的方法。温度对开关的影响也进行了讨论。
2014-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of Slidetronics in Ferroelectric van der Waals Layers
本文提出基于点群生成元的滑移电子学理论，阐明层间滑动与对称操作等价，分类极化切换机制，并证明完全极化反转在多层中可行，为二维铁电体设计提供框架。
2025-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Deterministically switching the Bloch chirality of domain walls and skyrmions: the Dzyaloshinskii astroid
我们提出了一种确定性控制的磁畴壁和skyrmions的布洛赫手征的机制，起源于界面Dzyaloshinskii $-$ Moriya相互作用之间的相互作用（？）和垂直的磁场。虽然传统的界面散射有利于手征Néel skyrmions，但它不会破坏混合Bloch $-$ Néel skyrmions中两种Bloch手征的能量对称性。然而，布洛赫手性之间切换的能量势垒确实取决于旋转的方向，这是由驱动场的方向决定的。我们的分析和微磁学分析的稳态Dzyaloshinskii域壁动力学的高潮在一个开关图类似于斯通纳$-$ Wohlfarth星状体，揭示了存在的非手性，手性和旋进布洛赫制度，我们进一步表明，鉴于建立充满活力的模型，skyrmions应表现出相同的基本行为。最后，我们讨论了最近的理论垂直布洛赫线$-$介导的确定性布洛赫手征的岁差制度，并将这些参数较低的驱动领域。这项工作建立了磁孤子的布洛赫手征可以切换的需求与应用领域，所示的Dzyaloshinskii星形。
2022-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exponential Dependence of Interlayer Exchange Coupling in Fe/MgO(001) Superlattices on Temperature
本文发现Fe/MgO(001)超晶格中层间交换耦合随温度降低呈指数增强，并在约150 K时发生磁基态从180°反铁磁排列到90°排列的转变，归因于量子阱态效应。
2025-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Study of the photo-switching of a Fe(II) chiral complex through linear and nonlinear ultrafast spectroscopy
光开关分子系统的物理性质为驱动远离平衡的材料进入新的状态提供了很大的可能性。此外，超短光脉冲使得在非常短的时间尺度上诱导和记录光开关成为可能，为迷人的新功能开辟了道路。在分子材料中，Fe（II）配合物表现出超快的自旋状态转变，在此期间，配合物的自旋状态从低自旋状态（LS，S=0）切换到高自旋状态（HS，S=2）。后一个过程是显著的：它发生在~100 fs内，量子效率为~ 100%。此外，自旋态转换诱导了配合物的宽金属到配体吸收带的重要移动，并且它导致化合物的物理和化学性质的大的修改。但是，由于大多数Fe（II）配合物在中心对称空间群中结晶，这阻止了它们表现出压电、铁电以及二阶非线性光学性质，如二次谐波产生（SHG）。这大大限制了它们的潜在应用。我们最近合成了[Fe（phen）3] [ $Δ$ -As 2（tartrate）2]手性配合物，其晶体结构为非中心对称的32空间群。此后，在这些配合物的薄膜的飞秒激光脉冲的激发下，同时进行瞬态吸收（TRA）和时间分辨的SHG（TRSH）测量，我们已经记录了超快LS到HS开关。而一个单一的TRA测量只提供部分信息，我们表明，TRSH很容易揭示不同的机制在HS LS状态放松。此外，一个简单的模型使得有可能评估弛豫时间以及不同的激发态的超极化率，通过该系统的自旋态转变期间旅行
2019-10-01 cond-mat.mtrl-sci
Coupled Ferroelectricity and Phonon Chirality
North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）；Air Force Research Laboratory（空军研究实验室）；Portland State University（波特兰州立大学）
研究通过电场操控铁电性与声子手性耦合，实现对声子角动量和量子态的可控，为铁电材料在自旋和声子控制技术中的应用提供新途径。
2026-03-13 cond-mat.mtrl-sci
Giant dielectric difference in chiral asymmetric bilayers
基于双层范德瓦尔斯晶体扭转操作的扭电子学具有重要的理论和技术意义。对这种作用下相关电子行为的认识激发了人们对具有外场敏感响应的魔角系统的研究。在典型的磁系统2 H-VSe_2双层膜中，观察到30 ±度扭曲情况下的巨大介电差异。结果表明，由于单层结构反转的不对称性，两种情况的不同堆叠对应于两种谷极化状态：层间铁谷和层间反铁谷。进一步的研究表明，这种不同的介电响应之间的两个状态源于不同的费米波矢量耦合到电场。更有趣的是，我们甚至通过调节层间扭曲度来获得选择性的圆偏振光吸收。这些发现为电子和光学器件的功能性2D材料设计开辟了一条有吸引力的路线。
2018-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral symmetry breaking for deterministic switching of perpendicular magnetization by spin-orbit torque
对称性破缺是确定分岔系统在过临界点时遵循哪一分支的特征。具体来说，在自旋-轨道力矩（SOT）器件中，一个基本的问题出现了：如何打破平面内自旋极化的垂直磁矩的对称性？在这里，我们表明，手征对称性破缺的双折射可以诱导确定性的SOT开关的垂直磁化。通过引入饱和磁化强度梯度或磁各向异性梯度，利用有效SOT强度梯度形成非共线自旋织构，从而破坏SOT诱导自旋织构的手征对称性，导致确定性磁化翻转.我们介绍了一种策略，以诱导出平面（z）梯度的磁性能，作为一个实用的解决方案，晶圆级制造的SOT设备。
2020-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
h-BN layer induced chiral decomposition in the electronic properties of multilayer graphene
讨论了非对称堆积结构的手征分解。结果表明，沉积在h-BN上的Bernal堆叠石墨烯多层膜的低能电子结构由手征赝自旋二重态组成.如果N是偶数，则h-BN层上的N层石墨烯原料具有N/2个有效双层石墨烯系统和一个有效h-BN层，或者如果N是奇数，则具有（N-1）/2个有效石墨烯双层加上一个由h-BN层改性的石墨烯单层。我们提出的分解过程，我们得到的手征子系统的有效参数表征的递归关系。在这种情况下，有效参数包括层间耦合和现场电位，与仅修改层间耦合的纯石墨烯多层系统相反。我们应用这一程序来讨论克莱因隧穿现象，并定量比较与纯石墨烯多层系统的结果。
2017-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferri- and Ferro-Electric Switching in Spontaneously Chiral Polar Liquid Crystals
本研究发现首个自发手性铁电向列相分子的极性近晶中间相为螺旋形且织构形态因热历史变化，两种手性相均有场诱导相变，近晶相首次呈现伪亚铁电开关，螺旋形成含一级和二级相变。
2025-02-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Single-layer Ga2O3/graphene heterogeneous structure with optical switching effect
单层Ga 2 O3（SLGO）和石墨烯由于其各自的电子和机械性质（诸如宽带隙和高导电性）而具有吸引力。利用范德华力将它们结合在一起形成异质结构是一种新的值得研究的方法。本文通过改变层间距对SLGO/石墨烯进行了密度泛函理论研究。采用密度泛函理论对双层异质结构进行了计算，发现了一些有趣的现象，如SLGO和石墨烯导带的能带开放和面内光吸收的开关效应。
2021-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable high Chern-number quantum anomalous Hall effect through interlayer ferromagnetic coupling in two-dimensional ferromagnet NiSbO3
本研究预测单层NiSbO3具有陈数C=3的高陈数量子反常霍尔效应，其居里温度达291K，双层结构因层间铁磁耦合可实现C=6的可调陈数，为拓扑量子器件和自旋电子学提供候选材料。
2024-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Numerical Simulation of Spin-Chirality Switching in Multiferroics via Intense Electromagnon Excitations
手性，即，结构的左右手性是包括生物学、化学和物理学在内的许多科学领域中的关键概念之一，并且其操纵是至关重要的问题。固体中的电子自旋可以形成手性构型。在钙钛矿锰氧化物RMnO 3（R=Tb，Dy，.等），Mn自旋形成摆线结构，通过相对论自旋轨道相互作用诱导铁电极化（P）。这种磁感应铁电性（多铁性）和相关的红外活性自旋波（电磁振子）开辟了一条有希望的途径，可以在很短的时间内通过纯电手段控制自旋。在本文中，我们从理论上与一个精确的自旋哈密顿TbMnO 3的皮秒光脉冲可以切换的自旋手征强烈激发的太赫兹频率的电磁振子。
2011-02-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electric field switching of chiral phonons
Paul Scherrer Institut（保罗谢勒研究所）；Czech Technical University in Prague（布拉格捷克理工大学）；ESRF - The European Synchrotron（欧洲同步辐射装置）；National Cheng Kung University（国立成功大学）
本研究通过电场调控铁电体BaTiO3中的手性声子角动量，揭示了可逆的旋磁效应，为非易失性控制手性声子提供了新方法。
2026-03-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
All-Electrical Self-Switching of van der Waals Chiral Antiferromagnet
本研究在零外磁场下的范德华 CoTa3S6 中，利用电流诱导的手性自旋轨道矩与 RKKY 交换矩实现手性反铁磁序的全电学确定性切换。
2025-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamical Chiral Nernst Effect in Twisted Van der Waals Few Layers
针对无磁场或磁化条件下的热电转换问题，本文提出由面外电场时变触发、源于量子几何的动力学手性能斯特效应，并在扭转过渡金属二硫族化合物少层中验证其可实验测量。
2024-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Switching off the magnetic exchange coupling by quantum resonances
我们从铁磁结构中的多数载流子和反铁磁结构中的全部载流子阐明了量子阱态在磁性三层体系中的作用。除了数值和解析计算，启发式图片提供解释最近的实验中的覆盖层和侧层调制的效果。这立即为实验和能带结构计算中两个无法解释的微妙发现提供了答案。此外，它允许更灵活地调谐或甚至关闭层间交换耦合。
2012-05-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other quant-ph
Current Switching of Topological Spin Chirality in the van der Waals Antiferromagnet Co1/3TaS2
Seoul National University（首尔大学）
研究通过电流切换拓扑自旋手性，揭示了Co₁/₃TaS₂作为新型反铁磁体的特性，为自旋电子学提供新途径。
2026-03-03 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph quant-ph
Spin-orbit torque driven chiral magnetization reversal in ultrathin nanostructures
我们表明，自旋-轨道力矩诱导的磁化翻转在纳米磁体呈现Dzyaloshinskiii-Moriya（Dzyaloshinskiii-Moriya）相互作用是由在边缘的手性域成核。形核是由外加面内磁场和畴壁扩展引起的。我们的微磁模拟表明，直流开关电流可以被定义为边缘成核电流，它强烈地减少与振幅的增加的双稳。这种描述使我们能够建立一个简单的分析模型，定量预测开关电流。我们发现，域成核发生下降到15 nm的横向尺寸，定义的长度尺度的反转机制，超过该反转机制接近宏观自旋行为。开关是确定性的和双极性的。
2015-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Néel vector switching
Max-Born-Institute for Non-Linear Optics（马克斯·玻恩非线性光学与超短脉冲光谱研究所）；Max Planck Institute of Microstructure Physics（马克斯·普朗克微结构物理研究所）
研究提出在反铁磁体中实现超快切换，利用超快自旋电流产生有效磁场，推动磁序在六种非列态间切换，为超快磁操控提供新途径。
2026-04-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
