Non-vanishing Berry Phase in Chiral Insulators
二元化合物FeSi、RuSi和OsSi是手性绝缘体，空间群为P2_13，为立方晶系。通过从头计算，我们发现这些化合物的非零电子Berry相，其符号取决于手性的晶体。因此，存在贝里相信号表示由于电子而存在宏观电极化的强度的可能性。我们表明，这确实是如此，如果一个小的外部磁场施加在[111]方向。电极化的强度在磁场中是振荡的，并且具有区分晶体的手性的特征。我们的研究结果增加了绝缘体的拓扑分类的讨论，是重要的自旋电子学的应用，特别是，更深入地了解绝缘体中的skyrmions。
2013-10-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strong, anisotropic anomalous Hall effect and spin Hall effect in chiral antiferromagnetic compounds Mn$_3X$ ($X$ = Ge, Sn, Ga, Ir, Rh and Pt)
用$ab~initio$能带结构和Berry相计算方法，对几种手性反铁磁化合物Mn $_3X$（$X$ = Ge，Sn，Ga，Ir，Rh和Pt）的本征反常霍尔效应和自旋霍尔效应进行了全面的研究.这些研究揭示了本征反常霍尔效应和自旋霍尔效应的大的各向异性值。Mn $_3X$材料表现出非共线的反铁磁顺序，为了避免几何挫折，形成布置在Kagome型晶格中的Mn矩的平面。相对于这些Kagome平面，我们发现，无论是异常霍尔电导率（AHC）和自旋霍尔电导率（SHC）是相当各向异性的任何这些材料。根据我们的计算，我们提出了如何最大限度地提高AHC和SHC不同的材料。的能带结构和相应的电子填充，我们表明是必不可少的，以确定AHC和SHC，这些不同的化合物进行了比较。我们指出，Mn $_3$ Ga显示出约600 $(\hbar/e)(Ω\cdot cm)^{-1}$的大SHC。我们的工作为在手性反铁磁材料中实现强反常霍尔效应和自旋霍尔效应提供了新的思路。
2017-04-04 cond-mat.mtrl-sci
Chiral phonons in binary compounds $A$Bi ($A$ = K, Rb, Cs) with P2$_1$/c structure
本研究探讨了具有P2$_1$/c结构的二元化合物$A$Bi（$A$=K,Rb,Cs）中沿Bi原子链传播的手性声子，揭示了二重旋转对称轴对其性质的影响及掺杂系统中手性声子的非零总角动量。
2023-03-24 cond-mat.mtrl-sci
The role of terminal groups in non-chiral rod-like compounds on the formation of polar fluids
本研究通过对比分析六种非手性棒状化合物，结合DFT计算，揭示了分子端基的负正电荷比与铁电或反铁电中介相形成的直接相关性，阐明了端基对极性相形成的关键作用。
2025-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Ferri-chiral compounds with potentially switchable Dresselhaus spin split-ting
在没有反转对称性的材料中，相对论自旋轨道相互作用可以引起能带的自旋劈裂。极性空间群的对称性允许Rashba（R-1）自旋分裂和动量空间中的螺旋自旋织构，这在通过外加电场切换铁电极化时可以逆转，而普通的Dresselhaus效应（D-1A）仅在具有非极性非中心对称晶体类且原子仅占据非极性晶格位置的材料中才起作用。因此，由D-1A诱导的自旋-动量锁定不是电场可切换的。另一种类型的Dresselhaus对称性，称为D-1B，表现出类似于D-1A的晶体类约束（所有偶极子加起来为零），但与D-1A不同，至少有一个极性位置被占据。我们发现这种行为存在于一类亚铁手征晶体中，原则上，当手征性改变时，这种行为可以逆转。专注于碱金属硫属化物，我们确定NaCu 5S 3的nonentiamorphic亚铁手性结构，表现出CuS 3手性单位不同的幅度，他们的铜位移。然后我们合成了NaCu 5S 3（空间群P6322），并通过X射线粉末衍射证实了它的亚铁手性结构。我们的电子结构计算表明，它表现出D-1B自旋分裂以及亚铁手性相变，揭示自旋分裂的手性依赖。我们的电子结构计算表明，百分之几的双轴拉伸应变可以降低（或几乎淬灭）的开关势垒分离的单畴亚铁手性P6322状态。我们讨论了什么类型的外部刺激可能会切换的手征，以扭转（非螺旋）Dresselhaus D-1B自旋纹理，提供了一种替代传统的逆转（螺旋）Rashba…
2020-07-03 cond-mat.mtrl-sci
Strong bulk photovoltaic effect in chiral crystal in the visible spectrum
具有大拓扑数多重费米子的结构手性材料由于其自然长的表面费米弧和体量子化的圆光电流效应（CPGE）而引起了人们的广泛关注。多重费米子只出现在金属态，因此，迄今为止，大多数研究仅集中在具有手性晶体结构的化合物中的半金属。在这项工作中，我们表明，结构手性拓扑平凡绝缘体也是奇异的状态，这是有趣的应用的角度来看，由于其天然的优势，主机在可见光波长范围内的大体积光伏效应。在过去的几十年中，可见光波长区域中的移位电流被限制为10 uA/V2。通过扫描具有手性结构的绝缘体，我们发现了一类光电导范围为20 - 80 uA/V ~ 2的化合物，这比其他实际材料中报道的光电导大了大约一个数量级。研究结果表明，具有手性结构的化合物在二阶光学响应中既能产生量子电荷泵效应，又能产生较强的位移电流。此外，这项工作提供了一个很好的平台，转移电流的研究及其未来的应用，把重点放在绝缘体与手性晶格，迄今为止被忽视的光伏技术。
2019-12-20 cond-mat.mtrl-sci
Neutron Scattering Studies of Pyrochlore Compound Nd2Mo2O7 in Magnetic Field
在外加磁场H（//[011]）中，对具有特殊磁场（H）和温度（T）依赖性的烧绿石铁磁体Nd_2 Mo_2 O_7单晶进行了中子衍射研究。在1.6 K下，考虑了磁结构随H的变化，再现了所观察到的磁反射强度随H的变化，其中考虑了由Mo-Mo和Mo-Nd交换相互作用引起的Mo和Nd位交换场的影响以及Mo和Nd磁矩的单离子各向异性。从H相关的磁结构出发，利用手征有序机制计算了rH的H相关性。通过与实测的rH值的H依赖性比较，发现手性有序机制在本体系中并不起作用。
2002-11-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
First-principles study of the low-temperature charge density wave phase in the quasi-one-dimensional Weyl chiral compound (TaSe$_4$)$_2$I
用密度泛函理论研究了准一维（TaSe \it）$_2$ I的晶格相变.在未畸变状态下，强各向异性半金属带结构呈现两个不等价的Weyl点。在以前的努力中，提出了两种可能的Ta-四聚模式与低温结构相关。我们的声子计算表明，正交$F222$ CDW-Ⅰ相是最有可能的基态这个准一维系统。此外，根据声子色散谱，单斜$C2$ CDW-II相也可能是稳定的。由于这两个阶段在我们的DFT计算中具有非常相似的能量，这两个Ta-四聚变形可能在低温下竞争或共存。半金属到绝缘体的转变是由费米面驱动的不稳定性引起的，这种不稳定性支持Peierls方案，它影响了$T_{\rm CDW}$上面发展的Weyl物理。此外，自旋-轨道耦合在绝缘CDW相中产生Rashba样的带分裂。
2020-04-29 cond-mat.mtrl-sci
Role of structural factors in formation of chiral magnetic soliton lattice in Cr1/3NbS2
根据结构数据计算了Cr_（1/3）NbS_2层间化合物中近邻和长程近邻的磁相互作用的符号和强度。已经发现，左手自旋螺旋在Cr 1/3 NbS 2中形成于Cr 3+离子的三角形平面之间的强度主导的低温AFM相互作用，通过嵌入到彼此的三角形棱柱的侧面的两个晶体学上等效的对角线中的仅仅一个的平面，建立磁性Cr 3+离子的晶格。这些螺旋沿c轴取向，并在垂直于这些螺旋方向的平面中填充成二维三角形晶格，并以位移方式彼此叠置。上述AFM螺旋与较弱的螺旋间AFM相互作用的竞争可以促进长周期螺旋自旋结构的出现。我们可以假设，在这种情况下，Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的作用costists在最终的顺序和稳定的手征自旋螺旋到手征磁孤子晶格。本文研究了M_（1/3）NbX_2和M_（1/3）TaX_2（M = d元素; X = S和Se）嵌入化合物中孤子出现的可能性。由晶体结构引起的两个重要因素（主要的手性磁螺旋和它们与较弱的螺旋间相互作用的竞争不破坏系统的准一维特性）可以用于孤子的晶体化学搜索。
2014-10-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Complex chiral columns made of achiral quinoxaline derivatives with semi-flexible cores
具有半柔性核的喹喔啉衍生物介晶材料被报道可以在柱状六方相下形成具有大晶胞和Fddd对称性的新型三维柱状结构。三维柱状结构是由相反手性的螺旋柱排列成三角形晶格所施加的挫折的结果。所研究的材料具有荧光性质，可以很容易地通过改变分子结构来调节，具有扩展的π电子共轭系统的化合物形成聚集体，荧光被猝灭。对于具有柔性结构的分子，荧光量子产率达到25%。另一方面，具有更刚性的介晶核的化合物，其荧光被抑制，显示出强的空穴光电流。对于一些材料，还观察到双极性：空穴和电子转移。
2021-09-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
Possibility of Emergence of Chiral Magnetic Soliton in Hexagonal Metal Formate [NH4][M(HCOO)3] with M2+ = Mn, Fe, Co, and Ni and KCo(HCOO)3
根据晶体结构数据研究手征磁孤子，无论从理论上还是从技术上都具有重要意义。潜在的手征磁孤子-六方金属甲酸盐[NH 4][M（HCOO）3]，其中M2+ = Mn，Fe，Co，Ni和KCo（HCOO）3含有与螺旋间相互作用竞争的主要左手手征反铁磁螺旋。在结构数据的基础上，计算了金属甲酸盐中最近邻和长程邻之间的磁相互作用的符号和强度。这些化合物的磁结构与手性磁孤子Cr 1/3 NbS 2的磁结构相似。亚稳态多晶型物KCo（HCOO）3的晶体手性极化与磁结构之间的相互关系已得到证实。
2016-07-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Engineering Dzyaloshinskii-Moriya interaction in B20 thin film chiral magnets
手性磁性Mn $_x$ Fe $_{1-x}$ Ge化合物具有反对称交换相互作用，其可通过锰的化学计量分数$x$来调节。虽然已经生产出了毫米级的多晶块状样品，但这些材料的薄膜版本将是设备所必需的。在这项研究中，我们展示了外延Mn $_x$ Fe $_{1-x}$ Ge薄膜的生长在Si（111）衬底上的纯B20晶体结构的化学计量分数范围x从0到0.81。系统的物理和磁性表征，包括微波吸收光谱，我们量化的反对称交换相互作用和螺旋周期作为$x$的函数，其范围从200 nm到8 nm。我们的研究结果展示了一种方法来工程的磁性skyrmions在外延膜的大小，使用可扩展的技术。
2018-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Role of magnetic exchange interactions in chiral-type Hall effects of epitaxial Mn$_{x}$PtSn films
四元Mn基Heusler化合物具有丰富的交换作用和奇异的拓扑磁性织构，如反回旋共振，并伴有手性霍尔效应。这使得材料类对于设备应用很有意义。本文报道了磁控溅射法生长的Mn $_{x}$ PtSn薄膜的磁交换作用与薄膜厚度和Mn浓度的关系。磁交换相互作用的竞争决定了有限温度下的磁织构，从而决定了外磁场中的手征型霍尔效应。我们研究了磁性和输运性质作为磁场和温度的函数。我们专注于反常和手征型霍尔效应和直流磁化的行为，与手征自旋织构。我们进一步确定了稳定的结晶相的相对Mn浓度在1.5和1.85之间的$I\overline{4}2d$结构。我们观察到的自旋重取向的转变，在所有的化合物研究，这是由于竞争的交换相互作用在不同的Mn亚晶格。我们讨论我们的结果交换相互作用，并比较它们与理论原子自旋计算。
2020-07-27 cond-mat.mtrl-sci
Chiral superconductivity in cuprates mediated by spin-orbit coupling to spinon superfluidity
我们利用哈伯德模型证明，掺杂的反铁磁铜酸盐超导体的母体化合物稳定的自旋液体状态。在这种状态下，由于自旋凝聚体的超流性与电荷流之间的自旋轨道耦合，导致序参量相梯度与超流之间存在手征关系，从而出现了超导电性。我们提出了简单的实验测试所提出的机制。
2022-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
SANS and magnetometry study of the magnetic phase diagram of the B20 helimagnet FeRhSi
Saint Petersburg State University（圣彼得堡国立大学）；Vereshchagin Institute for High Pressure Physics, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院韦列夏金高压物理研究所）；Mozhaisky Military Space Academy（莫扎伊斯基军事航天学院）
通过SANS和低场磁强法，首次直接中子散射证实Fe0.5Rh0.5Si中的长周期螺旋磁性，构建场温相图并识别A相区，拓展了B20螺旋磁体家族至Rh取代材料。
2026-06-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The balance between paraelectricity and ferroelectricity in non-chiral smectic homologs
本研究合成并分析了仅相差一个亚甲基单元的两种氟取代棒状非手性液晶同系物，首次发现微小结构修饰可显著影响近晶相极性且不改变相变温度，为靶向设计铁电性非手性液晶及多组分混合物提供了新见解。
2025-02-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A new class of chiral materials hosting magnetic skyrmions beyond room temperature
Skyrmions是一种具有拓扑结构的涡旋状纳米自旋结构，由于其在电磁响应和自旋电子学中的应用而引起了人们的广泛关注。特别地，具有手性和立方/四方晶体结构的金属磁体可以具有高电势以容纳可以由低电流激励驱动的skyrmion。然而，迄今为止，对于金属手性磁体，特别是MnSi型B20化合物，Skyrmions的实验观察仅限于室温以下。对于技术应用，关键是要超越这一限制。在这里，我们证明了形成的skyrmions具有独特的自旋螺旋在室温和以上的立方手性磁体的家庭：β-Mn型钴锌锰合金与不同的手性空间群的B20化合物。洛伦兹透射电子显微镜（LTEM）、磁化强度和小角中子散射（SANS）测量明确地揭示了在施加磁场（H<~1 kOe）下以薄板（厚度<150 nm）和块状形式形成的skyrmion晶体。
2015-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Consequences and control of multi-scale (dis)order in chiral magnetic textures
该研究针对过渡金属插层TMDs中原子尺度有序无序对集体磁行为影响的研究空白，利用S/TEM多成像模式探测多尺度有序性，揭示原子晶格变化调控介观自旋织构与体磁响应的机制，为手性磁相化合物的基础研究与自旋电子器件应用提供支撑。
2023-05-11 cond-mat.mtrl-sci
The different shapes of spin textures as a journey through Brillouin zone chiral and polar symmetries
晶体空间群对称性（CPGS），如极性和非极性晶体类别，长期以来一直被认为是对具有自旋轨道诱导自旋分裂的化合物进行分类。对于固定的CPGS，当从一个k点到另一个k点进行通过布里渊区（BZ）的旅行时，预期波矢量点群对称性（WPGS）可以改变，并且因此自旋极化的纹理（布洛赫态中的自旋算符$\vec{S}^{nk_{0}}$的期望值$u(n,k)$和波矢量$k_0$）的定性改变。然而，自旋织构（ST）变化的性质通常是不被怀疑的。在这项工作中，我们确定了一个完整的分类的线性$k$自旋纹理图案的极性和手性的基础上反映在WPGS在$k_0$。控制ST的自旋极化矢量$\vec{S}^{nk_{0}}$必然平行于旋转轴并垂直于镜面，因此，WPGS中的对称操作类型对ST施加对称性限制。例如，在非极性手性WPGS中，ST总是平行于波矢量$k$，因为它们仅包含旋转对称性。基于WPGS中的对称操作的ST分类的一些后果包括根据晶体的对称性观察到意想不到的ST图案。例如，通常认为自旋-动量锁定效应需要通过不对称电势的晶体反转对称性破缺。然而，我们发现，极性WPGS可以有这种效果，即使在化合物中没有电偶极子或外部电场。我们使用确定的WPGS和ST之间的关系作为设计原则，选择在不同的$k$ -谷带边缘附近具有多个ST的化合物。基于对1481种化合物的高通量计算，我们发现37种先前制造的材料在带边附近具有不同的ST。
2021-08-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Chiral Surface Phonons
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）
通过对称性分析和密度泛函理论，证明所有晶体材料表面都存在手性表面声子，并发现这些声子在AB岩盐化合物中产生面内磁性。
2026-09-21 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsically chiral ferronematic liquid crystals
合成了手性中心位于侧链上的强偶极介晶化合物，并显示其形成铁电介晶相。分子手性的存在诱导了N相和NF相的螺旋结构，但在两相中具有相反的螺旋方向。极性波动的弛豫频率被发现是较低的手性NF相比其非手性，非支化的对应物具有相同的侧链长度。
2021-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Liquid crystal nose based on chiral photonic band gap materials: principles of selective response
新型液晶（LC）组合物的建议和研究的LC-鼻子的元素。这允许对几种挥发性有机化合物（VOC）进行光学检测。乙醇、甲苯、吡啶和乙酸在LC-nose手性元件中扩散过程中，通过比色和光谱技术进行检测。通过具有不同粘度、对溶剂的亲和力和形成氢键的能力的液晶基质的组分来增强对不同VOC的选择性。
2020-03-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Structural Chirality of beta-Mn
布拉格衍射的对映体对结构的理论研究应适用于使用共振增强的X射线衍射在β-Mn上收集的图案。手性多晶型的锰，结构相关的化合物，将更方便比三角晶体低石英，碲和berlinite在以前的结构研究中使用的这种类型，因为立方对称消除了一些复杂的吸收和宏观双折射校正。在光子Y（h，k，l）的初级束中通过圆偏振接合的布拉格点的强度被提出作为被照射材料的手性特征。部分强度需要所有四个偏振通道中的散射振幅的知识，其被报告为方位角（晶体围绕反射矢量的轴的旋转）的函数。与三方手性晶体不同，β-Mn的Y（0，0，l）= 0，并且它是（h，k，0）和对称性相关的布拉格斑点，其概括了结构手性。具体而言，反射矢量（h，k，0）与奇数米勒指数和β-Mn网的手性轴的螺旋度，与相应的Y（h，k，0）的大小相等，相反的符号的对映体对的合作伙伴。Y（h，k，0）对方位角的依赖性不反映立方晶体结构中的旋转对称的二分体或四分体轴。
2021-03-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Chiral magnetism, lattice dynamics, and anomalous Hall conductivity in the novel V$_3$AuN antiferromagnetic antiperovskite
该研究通过第一性原理计算发现新型反钙钛矿V$_3$AuN具有手性反铁磁基态和立方结构稳定性，并报道了其创纪录的反常霍尔电导（$σ_{111}$ = $-$504 S$\cdot$cm$^{-1}$），为拓扑电子应用提供新平台。
2023-10-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of chiral solitons in the quantum spin liquid phase of LiCuVO$_4$
量子自旋液体代表在存在强量子涨落的情况下产生的磁性基态，所述强量子涨落排除了在零温度下的有序化，并且在激发光谱中留下清晰的指纹。虽然理论上有各种可能的量子自旋液体相，但它们的实验实现仍然很少。在这里，我们报告的第一个实验证据的矢量手性量子自旋液体状态的$S=1/2$自旋链化合物LiCuVO $_4$从测量的复介电常数$\varepsilon^*$在GHz范围内。在零磁场下，我们的结果表明，在$T_\mathrm{N}=2.4$ K的多铁性相变以上的短寿命的热激活手征波动与发散的寿命时，接近$T_\mathrm{N}$。在$\varepsilon^*$中，这种涨落动力学被看作是具有临界动力学指数$ν_ξz \approx 1.3$的弛豫的减慢，与平均场预测一致。当使用磁场将$T_N$抑制到0 K时，量子涨落的影响增加，直到它们在400 mK以下凝聚成螺旋自旋液相。在这个阶段，我们测量了一个几乎无带隙的手征孤子激发与一个微小的能隙$E_\mathrm{SE}\approx14.1$ $μ$ eV。
2019-12-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin Hall effect emerging from a chiral magnetic lattice without spin-orbit coupling
自旋霍尔效应（SHE）是将电荷流转变为横向自旋流的一种效应，它被认为是由自旋-轨道耦合引起的。在这里，我们提出了一种替代机制，通过打破自旋旋转对称性的手性磁结构来实现内在的SHE。与拓扑霍尔效应的情况不同，即使标量自旋手征消失，也不需要自旋-轨道耦合。例如，在已知的手性反铁磁化合物Mn $_3X$（$X=$ Ga、Ge和Sn）中，我们确实基于\textit{ab initio}计算获得了大的自旋霍尔电导率。除了进一步发展SHE的概念理解之外，我们的工作提出了一种替代策略来设计自旋霍尔材料而不涉及重元素，这可能有利于技术应用。
2021-06-21 cond-mat.mtrl-sci
Magnetotransport properties and giant anomalous Hall angle in half-Heusler compound TbPtBi
磁性镧系半Heusler（$R$ PtBi; $R$是镧系元素）代表了Heusler家族的一个有吸引力的子群，并且已经被确定为时间反演对称性破缺拓扑Weyl半金属的理想候选者。本文详细分析了阻挫反铁磁TbPtBi的磁输运性质。该材料显示出大的非饱和磁阻（MR），具有不寻常的磁场依赖性。TbPtBi的MR相对于沿不同晶向施加的磁场是显著各向异性的，并且指示费米面的各向异性性质。手征反常引起的负纵向磁电阻证实了外尔费米子的存在。在低温下，观察到Berry相驱动的大的反常霍尔电导。计算的反常霍尔角是迄今为止报道的最大的。
2019-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Hybrid-order topology in unconventional magnets of Eu-based Zintl compounds with surface-dependent quantum geometry
本研究预测Eu基Zintl化合物具有混合阶拓扑，产生表面依赖的量子几何，并可在磁场下转变为理想Weyl半金属，为拓扑输运和超导提供新平台。
2024-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The hidden ferroelectric chiral ground state of silver niobate
Institut Supérieur Pédagogique de Bukavu（布卡武高等师范学院）；University of Liège（列日大学）
研究揭示银铌酸在低温下存在一种未被发现的菱方铁电相，该相具有R3对称性，尽管与之前提出结构有能量竞争，但仍是热力学基态。其结构手性源于氧八面体沿[111]方向的极化与旋转耦合，产生不完全抵消的局部手性模式，导致显著的自然光学活性。
2026-08-24 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure of noncentrosymmetric B20 compound HfSn and tuning of multifold band-crossing points
本文用密度泛函和紧束缚模型研究B20相HfSn的电子结构，发现Γ点四重拓扑能带交叉，并证明应变与压力可将其调控至费米能级附近。
2024-04-04 cond-mat.mtrl-sci
Deciphering structural and magnetic disorder in the chiral skyrmion host materials Co$_x$Zn$_y$Mn$_z$ ($x+y+z=20$)
已知以手性$β$ -Mn晶体结构结晶的Co $_x$ Zn $_y$ Mn $_z$（$x+y+z=20$）化合物即使在升高的温度下也具有Skyrmion自旋织构。与其他手性立方Skyrmion宿主一样，这些材料中的Skyrmion晶格在磁居里温度以下的小口袋中处于平衡状态。值得注意的是，还发现CoxZnyMnz化合物在宽的温度和场范围内（包括低至零场和低温）具有亚稳态非平衡skyrmion晶格。这种行为被认为与材料中存在的无序有关。在这里，我们使用中子和同步辐射衍射，密度泛函理论计算，直流和交流磁测量，在这些材料中的原子和磁无序的特点。我们表明，Co具有较强的网站偏好的金刚石8 C网站的晶体结构中，而锰往往共享几何挫折12 d网站与锌，由于其能够开发一个大的本地网站上的时刻。这种磁性驱动的位置特异性导致不同的磁性行为的钴丰富的8 c亚晶格和Mn的12 d亚晶格。富Co亚晶格在高温下有序（在100 K至470 K之间组成可调），其矩约为1 $μ_B$ /原子，并在低温下保持这种有序。富Mn亚晶格具有较大的磁矩（约3 $μ_B$，其在Co磁矩有序温度以下保持波动。在较低的温度下，波动的Mn矩冻结成一个可重入的无序集群玻璃状态，没有净矩，而Co矩保持秩序。这种两个子晶格的行为允许观察到的共存的强磁无序和有序的磁状态，如helimagnetism和skyrmion晶格。
2019-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Uncovering Multiple Intrinsic Chiral Phases in (PEA)2PbI4 halide Perovskites
二维卤化物钙钛矿为研究具有显著非谐性的材料的基态提供了一个独特的平台。与三维钙钛矿相比，它们的2D对应物提供了更少的自由度，导致多个明确的晶体结构。在这项工作中，我们彻底调查的基准（PEA）2PbI4化合物的非谐基态，利用互补的信息，从低温X射线衍射（XRD）和光致发光光谱，支持密度泛函理论（DFT）计算。我们从低温XRD推断出四种晶体学构型。这些配置意味着，基态有一个内在的障碍源于两个共存的手性子晶格，每个具有双向有机间隔分子。我们进一步表明，这些手性结构形成不均匀填充的基态，描绘不均匀的非谐性，其中状态人口可能会调整表面效应。我们的结果揭示了一个无序的基态，可能会导致本征晶界，这在实际应用中是不可忽视的。
2022-11-23 cond-mat.mtrl-sci
Enantiopurity-Controlled Magnetism in a Two-Dimensional Organic-Inorganic Material
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Molecular Foundry, Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室分子发现中心）；Kavli Energy NanoScience Institute（卡弗里能源纳米科学研究所）；Chemical Sciences Division, Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室化学科学部）
通过手性有机分子与无机晶体的离子交换，制备出可调控手性过剩的二维插层材料，其磁性由插层分子的手性过剩决定，低手性过剩材料表现出热激活动态磁性。
2026-04-01 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Dzyaloshinskii-Moriya interaction protected by D2d crystal symmetry in two-dimensional ternary compounds
磁性Skyrmion是一类拓扑保护的手征自旋涡旋准粒子，在基础物理和应用中引起了广泛的关注。近年来，二维范德华（vdW）磁体的发现引起了人们极大的兴趣，由于其吸引人的物理性质。此外，实验和理论工作都表明，各向同性的Dzyaloshinskii Moriya相互作用（Dzyaloshinskii Moriya interaction）可以在二维磁体或铁磁体基异质结构中实现。然而，具有各向异性的二维磁体还没有报道。通过第一性原理计算，揭示了二维三元化合物MCuX 2中存在受D2 d晶体对称性保护的各向异性双晶.有趣的是，通过使用微磁学模拟，我们证明了铁磁（FM）的反kyrmions，FM双分子，反铁磁（AFM）的反kyrmions和AFM双分子可以实现在MCuX 2家庭。我们的发现开辟了一条途径，创造反kyrmions和bimerons与各向异性的d2 d晶体对称性保护的二维磁铁。
2022-06-13 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Flexible manipulation of chiral spin state by chemical bond in Mn triangular lattice magnet
该研究利用 ELF 与 CDD 分析 Mn4X 中化学键的强度和方向性，揭示其对磁交换、磁晶各向异性及磁基态的调控作用，并提出通过化学键操控设计手性自旋态。
2025-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Negative longitudinal magnetoresistance as a sign of a possible chiral magnetic anomaly in the half-Heusler antiferromagnet DyPdBi
半Heusler反铁磁体DyPdBi的磁输运研究揭示了Weyl半金属的标志性特征：巨大的负纵向磁电阻和平面霍尔效应。这两种效应最近都与手性磁异常有关-外尔节点之间的轴向电荷泵。DyPdBi单晶的磁电阻（MR）非常显著。在纵向于电流方向的磁场中，其达到-80%，并且其相对于在横向场中测量的相对差（表示为各向异性磁阻）非常强：在10 K和14 T下为-60%。DyPdBi的平面霍尔效应对温度和磁场的非单调依赖性，这在以往的研究中还未见报道。我们将用样品中线上的电压接触测量的磁电阻与用其边缘上的接触测量的磁电阻进行比较，并表明电流喷射（各向异性负磁电阻的外部来源）的作用很小。我们讨论了化合物的性质和样品质量排除了弱局域化和手征磁异常以外的负和各向异性磁电阻的内在来源。
2019-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Spin wave stiffness and damping in a frustrated chiral helimagnet Co$_8$Zn$_8$Mn$_4$ as measured by small-angle neutron scattering
近年来，在具有$β-$ Mn型结构的手性立方Co-Zn-Mn化合物家族中发现了许多有趣的低温现象。特别地，Co $_8$ Zn $_8$ Mn $_4$显示出冷却时螺旋螺距的减小，以及亚稳skyrmions的晶格形状转变和由于强磁晶各向异性而表现出特有的磁织构。在这里，我们报告的helmagnon激发场极化制度Co $_8$ Zn $_8$ Mn $_4$使用自旋波小角中子散射（SWSANS）技术的温度依赖性测量。通过应用一个新的解析表达式来解释数据，在70 K和250 K之间的宽温度范围内提取了自旋波刚度和阻尼的定量估计。我们推测，它们的非平凡的温度依赖性的出现，由于Mn磁矩，这是进一步反映在交换和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的连续变化所产生的磁挫折的影响。
2022-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological Phase Transition and Chiral-Anomaly Driven Negative Magneto-Resistance in Bulk Black Phosphorus
本文报道了非化合物能带半导体黑磷（BP）在静水压力下，在垂直和平行于电流I方向上施加16特斯拉的磁场B时的各向异性磁输运测量结果。在低磁场下，BP经历了从能带半导体到零能隙Dirac半金属态的拓扑Lifshitz转变，表现为弱定域-弱反定域转变，并出现了非平凡的Berry相.在过渡区，我们观察到一个压力依赖的负MR只有在B//I配置。这种负的纵向MR归因于存在弱反定位校正时的Adler-Bell-Jackiw异常（拓扑E $\cdot$ B项）。
2016-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Symmetry-guided catalogue of chiral phonon materials
Zhejiang University（浙江大学）；Peking University（北京大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）
本文提出基于对称性的理论框架，系统分类手性声子材料，发现三种晶体类别，并建立开放数据库用于材料筛选。
2026-11-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Robust metastable skyrmions with tunable size in the chiral magnet FePtMo$_3$N
合成新的材料，可以主机磁skyrmions和他们彻底的实验和理论表征是必不可少的未来技术应用。$β$型化合物FePtMo $_3$ N是属于手性空间群$P4_132$的一种这样的新型材料，其中由于不存在反转对称性而允许反对称的Dzyaloshinkii-Moriya相互作用。本文报道了FePtMo $_3$ N的小角中子散射（SANS）测量结果，证实了其磁基态是一个长周期自旋螺旋，居里温度为222 K.磁场诱导的SANS强度的重新分布表明，在温度略低于$T_{\text C}$时，螺旋结构在$\sim$ 13~mT处转变为skyrmion晶格.我们的关键观察是，在FePtMo $_3$ N的skyrmion状态是强大的场冷却到最低温度。而且，一旦通过场冷却制备了亚稳态，即使在零场下也存在Skyrmion晶格。此外，我们发现，在FePtMo $_3$ N的skyrmion尺寸表现出高灵敏度的样品温度，并可以在120和210纳米之间连续调谐。这为手性磁体拓扑性质的控制提供了新的前景。
2020-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Long period helical structures and twist-grain boundary phases induced by non magnetic ion doping in Mn$_{1-x}$(Co,Rh)$_{x}$Ge chiral magnet
研究了Mn部分取代非磁性3d-Co和4d-Rh离子后MnGe手征磁体螺旋磁性的演化。在高掺杂水平下，我们观察到自旋螺旋具有非常长的周期-比纯化合物大十倍以上-和相当大的有序矩。这种行为要求相互作用的能量平衡发生变化，从而导致所观察到的磁性结构的稳定。引人注目的是，中子散射明确地显示了在$x \gtrsim 0.45$和$\gtrsim 0.25$的钴和铑掺杂，分别观察到的光谱的双重周期性。在类比观察胆甾相液晶，我们建议，它揭示了存在的磁性扭曲晶界相，涉及一个密集的短程相关网络的螺旋位错。位错核被描述为由非径向的双核Skyrmion构成的光滑织构。
2017-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Ultra-Stable Weyl Topology Driven by Magnetic Textures in the Shandite Compound Co3Sn2S(2-x)Sex
University of South Florida（南佛罗里达大学）；VinUniversity（越南维恩大学）；Johannes Gutenberg University Mainz（美因茨约翰内斯·古腾堡大学）
研究通过第一性原理计算揭示了Shandite化合物中由kagome晶格拓扑结构驱动的自旋-手性相互作用，该作用稳定了磁序并驱动韦尔节点相变，为自旋电子器件的传输性质调控提供了新途径。
2026-01-14 cond-mat.mtrl-sci
PbMnTeO6: a chiral quasi 2D magnet with all cations in octahedral coordination and the space group problem of trigonal layered A2+Mn4+TeO6
反铁磁PbMnTeO 6，也被称为矿物kuranakhite，最近有报道称三种阳离子都处于三角棱柱配位，这对于Mn（4+）和Te（6+）来说都是非常不寻常的。在这项工作中，用相同的晶格参数和Néel温度TN = 20 K再现了该相。然而，粉末中子衍射明确地确定八面体（三角反棱柱）协调的手性空间群P312内的所有阳离子。SrMnTeO 6和PbGeTeO 6也具有相同的对称性，而不是报道的空间群分别为P-62 m和P31 m。PbMnTeO 6被发现是一个强大的反铁磁体与一个假定的实质性规模的交换相互作用，因为尼尔温度没有显示出任何变化，在外部磁场高达7 T。所确定的有效磁矩meff = 3.78 mB与使用有效g因子g = 1.95直接通过电子自旋共振（ESR）测量的数值估计非常一致。比热和ESR数据都表明了所研究化合物的二维磁性特征。手性与磁有序的结合使PbMnTeO 6成为一种具有可能的多铁性的有前途的材料。
2021-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Topological Hall effect and the magnetic states of Nowotney chimney ladder compound Cr$_{11}$Ge$_{19}$}
我们研究了Nowotney Chimney梯形化合物Cr $_{11}$ Ge $_{19}$单晶的磁性和电荷输运性质，绘制了一个全面的相图，反映了Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）相互作用，偶极相互作用和磁各向异性之间的复杂相互作用。我们已经确定了一组有趣的磁相，并归因于一个有限的拓扑霍尔效应最近发现的双skyrmion相。这些数据还表明，存在一个反skyrmion状态在有限领域的温度低于磁有序温度，$T_c$，拓扑霍尔效应的符号的明显变化所示。在$T_c$之上，我们发现了一个增强的磁响应区域，对应于在小磁场下可能存在于铁磁临界点附近的无序相。强的自旋手征波动表现为拓扑霍尔电阻率的大值持续高达1 T，这是最有可能由于DM相互作用的存在。我们认为，拓扑霍尔效应的变化对应于不同的拓扑自旋纹理控制的磁偶极和DM相互作用的重要性随温度的变化。
2020-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
