Orbital magnetization in periodic insulators
在Wannier表象下，我们导出了周期绝缘体的轨道磁化强度的表达式。磁化被证明是由两个贡献，一个明显的一个与内部循环的散装Wannier函数在内部，和一个意想不到的一个所产生的净电流进行Wannier函数附近的表面。每一个贡献都可以用规范不变的Bloch函数表示为一个体性质。我们的表达式进行了验证，通过比较有限和周期性样品的数值紧束缚计算。
2005-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Adiabatically Induced Orbital Magnetization
本文提出了布洛赫电子态绝热演化引起的轨道磁化强度的半经典理论。通过揭示这两种现象是感生磁化是规范不变的唯一实例，给出了绝缘体中的自旋演化泵浦轨道磁化和轨道磁电响应的统一理论。该理论也解释了二维金属和陈氏绝缘体中电场诱导的内禀轨道磁化。我们说明了微观局部旋转的原子，这对应于声子模式的角动量，在基于蜂窝晶格的玩具模型泵的轨道磁化，结果是可比的泵自旋磁化通过强Rashba自旋轨道耦合。我们还显示了至关重要的作用，轨道磁电验证莫特关系之间的固有非线性异常霍尔和Ettingshausen效应。
2021-01-03 cond-mat.mes-hall
Dominant orbital magnetization in the prototypical altermagnet MnTe
University of Groningen（格罗宁根大学）；Institute of Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理研究所）；SPIN-CNR（自旋-国家研究委员会）
本研究通过密度泛函理论揭示了原型反铁磁体MnTe中轨道磁化主导的现象，发现轨道磁化在z轴方向显著，而自旋磁化较小，且轨道磁化对载流子密度变化具有鲁棒性。
2026-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum Geometric Origin of Nonlinear Current Induced Orbital Magnetization
University of Macau（澳门大学）；Great Bay University（大湾区大学）；Great Bay Institute for Advanced Study（大湾区高等研究院）；Fudan University（复旦大学）；Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids（马克斯·普朗克固体化学物理研究所）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；The Hong Kong Polytechnic University（香港理工大学）
该研究针对非线性电流诱导轨道磁化的理论挑战，通过微观推导构建理论，结合第一性原理计算预测特定材料中存在显著非线性轨道磁化，其量子几何起源与两类极化率相关且可主导自旋对应物。
2026-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital torque and efficient magnetization switching using ultrathin Co|Al light-metal interfaces: Experiments and modeling
Laboratoire Albert Fert, CNRS, Thales, Université Paris-Saclay（阿尔贝·费尔特实验室，法国国家科学研究中心，泰雷兹集团，巴黎萨克雷大学）
本研究通过实验与建模探讨了超薄Co|Al轻金属界面在轨道扭矩和高效磁化翻转中的作用，揭示了轨道极化生成的关键机制。
2025-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital Magnetization of Correlated States in Twisted Bilayer Transition Metal Dichalcogenides
University of Washington（华盛顿大学）；Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）
研究双层过渡金属二硫化物中相关态的轨道磁化，通过扩展现代轨道磁化理论，结合Hartree-Fock态，揭示轨道磁化与扭曲角的非单调依赖关系。
2026-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous Hall Effect and Spontaneous Orbital Magnetization in Antiferromagnetic Weyl Metal
我们研究了手征反铁磁体中的反常霍尔效应和轨道磁化，在考虑自旋轨道耦合和定域自旋与巡游电子交换作用的Kagome堆叠晶格结构上建立了一个简单的紧束缚模型.结果表明，该体系的基态是具有易面各向异性的轨道铁磁体。讨论了轨道磁化强度与外尔点位形的关系。
2017-05-19 cond-mat.mes-hall
Orbital magnetization of Floquet topological systems
本文导出了Floquet系统轨道磁化强度的一般表达式。该表达式适用于一个干净的系统，并且适用于任何驱动协议和任意占用的频带。的轨道磁化被证明是大的，不仅为陈省身绝缘体，但也为异常相位的陈省身数不完全占的拓扑结构。此外，轨道磁化被示出采取显着的值都为一个热平衡占领的Floquet带，并从初始状态与零轨道磁化的量子淬火所确定的职业。对于后者的情况下，轨道磁化被证明是高度敏感的Floquet带的范霍夫奇点。
2022-05-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin-resolved orbital magnetization in Rashba two-dimensional electron gas
我们计算了具有Rashba型自旋轨道相互作用的二维电子气的轨道自旋相关磁化强度。这种轨道磁化是由系统的时间反演对称性所允许的，并且当系统不处于热平衡时产生自旋电流。理论方法是基于线性响应理论和松原格林函数形式主义。为了解释自旋分辨的轨道磁化，引入了自旋相关的矢量势。由于自旋分辨的轨道磁化而出现在热非平衡中的自旋电流在自旋能斯特效应中起着重要的作用，为了正确描述低温自旋能斯特电导率，必须将其包括在内。
2016-09-02 cond-mat.mes-hall
Impurity-induced orbital magnetization in a Rashba electron gas
本文研究了含磁性杂质的Rashba电子气中的感生轨道磁化强度密度。依靠经典电动力学，我们得到这个量通过由顺磁性和反磁性的贡献，出现从自旋轨道相互作用组成的束缚电流。类似于弗里德尔电荷波纹，束缚电流和轨道磁化强度密度作为远离杂质的距离的函数振荡，具有由费米能量和Rashba自旋轨道相互作用的强度定义的特征波长。净诱导轨道磁化被认为是其自旋对应的数量级。除了探索杂质态的电子填充的影响外，我们还研究和分析了等边阻挫三聚体在各种非共线磁态下的轨道磁化强度。一方面，我们证实了非零的三自旋手征产生一个有限的轨道磁化密度。另一方面，高阶贡献导致多自旋手性影响非平凡和显着的轨道磁化的整体幅度和符号。
2018-06-06 cond-mat.mes-hall
Dichroic f-sum rule and the orbital magnetization of crystals
在电偶极近似下，研究了时间反演对称性破缺晶体的磁圆二色性谱。利用Kubo-Greenwood公式计算反对称光学电导率的吸收部分，将其频率积分作为基态性质。我们表明，在绝缘体中，这个量与围绕其中心的被占据的Wannier轨道的循环成正比（更准确地说，与其规范不变部分成正比）。这不同于净循环，或基态轨道磁化，它有两个额外的贡献：（i）剩余的Wannier自转，和（ii）“巡回”循环产生的质心运动的Wannier轨道，无论是在表面上和内部的样品。贡献（i）和（ii）不是单独有意义的，因为它们各自的值取决于Wannier函数的特定选择。然而，它们的总和是规范不变的，并且可以从两个实验的组合中推断出来：在足够宽的范围内测量磁光谱以评估总和规则，以及对总轨道磁化的旋磁测定。
2008-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Geometric orbital magnetization in adiabatic processes
考虑带隙多体无自旋电子的周期绝热过程。我们发现了一个额外的贡献，由于绝热时间演化的轨道磁化，被称为\textit{geometric}轨道磁化，它可以表示为相对于外部磁场的多体贝瑞相位的衍生物。对于二维带绝缘体，我们表明，几何轨道磁化一般由两部分组成，拓扑部分表示为$(t,k_x,k_y)$空间中的第三Chern-Simons形式，和非拓扑部分，它取决于布洛赫状态和能量的占用和未占用的带。
2019-08-09 cond-mat.mes-hall
Layer-Dependent Orbital Magnetization in Graphene-Haldane Heterostructures
Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育研究所加尔各答分校）
研究石墨烯-哈达玛异质结构中层依赖的轨道磁化，揭示层数对磁化行为的影响，发现三至四层石墨烯在特定偏置下出现磁化符号反转。
2026-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital Magnetization from Uniform and Periodic Magnetic Fields
University of Kentucky（肯塔基大学）
通过量子霍尔铁磁体中的解析计算，证明轨道磁化可由周期磁场的局域响应和均匀磁场的热力学导数两种方式得到相同结果，从而将轨道磁化解释为与Středa公式相关的谱流能量。
2026-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Adiabatic Pumping of Orbital Magnetization by Spin Precession
本文提出自旋进动驱动的轨道磁化绝热泵浦机制，揭示小锥角下磁化正比于自旋与其时间导数叉积并贡献磁振子塞曼效应，大锥角下在反铁磁拓扑绝缘体中可达自然单位e/T，并进一步讨论非均匀磁化泵浦的无耗散电荷电流及边缘态边界贡献。
2025-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Theory of Current-Generating Local Orbital Magnetization
Kyoto University（京都大学）
通过考虑巨势对局域磁通的响应，推导出非相互作用电子局域轨道磁化的量子力学公式，该公式在二维中唯一确定，在三维中消除纵向模糊性，并自然生成电流至三阶导数项。
2026-06-28 cond-mat.mes-hall
Giant Orbital Magneto-electric effect and Current-driven Magnetization Switching in Twisted Bilayer Graphene
最近，在接近3/4填充的扭曲双层石墨烯（TBG）中观察到具有自发铁磁性的量子反常霍尔态的特征[1，2]。重要的是，它被证明是一个非常小的电流可以切换磁化方向。这提供了实现低能量耗散磁存储器的前景。然而，电流驱动的磁化切换的机制知之甚少，因为石墨烯层中的电荷电流通常被认为是非磁性的。在这项工作中，我们证明，在TBGs中，扭曲引起的晶格对称性的减少允许电荷电流通过磁电效应在一般填充因子下产生净轨道磁化。衬底诱导的应变和亚晶格对称性破缺进一步降低了对称性，使得可以产生面外轨道磁化。由于平带的大的非平凡Berry相位，布洛赫态的轨道磁化可以大到数十个玻尔磁子，因此小电流将足以产生大的轨道磁化。我们进一步证明了在实验中观察到的3/4填充附近，具有轨道磁化的电荷电流如何切换量子反常霍尔态的磁化[1，2]。
2020-04-03 cond-mat.mes-hall
Current-induced Orbital and Spin Magnetizations in Crystals with Helical Structure
我们从理论上证明了在具有螺旋晶格结构的晶体中，沿螺旋轴的轨道和自旋磁化由沿螺旋轴的电流引起。我们提出了一个简单的紧束缚模型进行计算，结果可以推广到任何螺旋晶体。感应磁化是相反的右手和左手螺旋。沿螺旋轴的电流诱导自旋磁化来自费米表面上的径向自旋织构。这与Rashba系统形成鲜明对比，在Rashba系统中，感应自旋磁化垂直于施加的电流。
2015-07-10 cond-mat.mes-hall
Facilitating field-free perpendicular magnetization switching with a Berry curvature dipole in a Weyl semimetal
该研究报道了WTe2/Fe3GeTe2异质结构中贝里曲率偶极子相关的轨道埃德尔斯坦效应产生的轨道力矩与自旋轨道力矩的协同作用，实现了无场垂直磁化翻转并独立调控两种力矩，加深了对力矩协同动力学的理解并为磁阻随机存取存储器应用提供思路。
2024-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital magnetization and Chern number in a supercell framework: Single k-point formula
计算晶体系统轨道磁化强度的关键公式是最近发现的[D。Ceresoli，T. Thonhauser，D.范德比尔特河Resta，Phys. Rev. B { \bf 74}，024408（2006）]：它是根据布里渊区积分给出的，该积分在倒数空间网格上离散化以用于数值实现。我们发现这里的单${\bf k}$ -点的限制，有用的足够大的超晶胞，特别是在框架的Car-Parrinello模拟非晶态系统。我们验证我们的公式上的测试情况下的晶体系统，其中的超级细胞被选为一个大的倍数的基本细胞。我们还表明，-有点违反直觉-甚至陈数（在2D）可以使用一个单一的哈密顿对角化进行评估。
2007-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain Tunable Berry Curvature Dipole, Orbital Magnetization and Nonlinear Hall Effect in WSe2 Monolayer
在时间反演对称性破缺系统中，电子拓扑结构通常与Berry曲率有关，Berry曲率可以引起反常的霍尔效应.本征单层过渡金属二硫属化物具有两个不等价的K和K'谷，Berry曲率符号相反，从而消除了体系中的反常霍尔效应。在这里，我们报告的实验实现的Berry曲率在一个单一的谷单轴应变打破C3 v对称性WSe 2单分子层。因此，虽然K谷和K'谷的Berry曲率本身仍然相反，但这两个谷对非零Berry曲率偶极子的贡献是相等的。在施加电场时，出现的Berry曲率偶极子将导致面外轨道磁化，这进一步诱导对E^2具有线性响应的异常霍尔效应，称为非线性霍尔效应。利用门控技术研究了中等空穴掺杂的WSe_2单层薄膜的非线性霍尔效应的应变调制输运特性。二次谐波霍尔信号与电场呈二次函数关系，对应的轨道磁化强度单位电流密度可达60。与具有面内自旋极化的传统Rashba-Edelstein效应相比，这种电流诱导的轨道磁化沿着面外方向，从而有望实现垂直磁化的高效电开关。
2021-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Manipulating Anomalous Hall Antiferromagnets with Magnetic Fields
在某些非共线反铁磁体中，对称性考虑意味着非零反常霍尔效应（AHE），也意味着非零轨道磁化和净自旋磁化。我们已经明确地评估了几个异常的霍尔效应反铁磁体的轨道磁化，并发现它们往往占主导地位的自旋磁化，特别是当自旋轨道相互作用是弱的。由于轨道磁化的相对重要性更大，磁序和外部磁场之间的耦合是不寻常的。我们解释了如何磁场可以用来操纵在这些系统中的磁配置，特别是指出的重要作用所发挥的响应轨道磁化的塞曼自旋交换领域。
2019-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital magnetization from interface reflections in a conductor with charge current
本文提出导体平坦界面可作为长程斜散射体，在平行电流下因顺、逆时针反射失衡产生线性分布的净轨道磁化，并可由空间分辨 Kerr 效应测量验证。
2025-02-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital Magnetization Measurement of the Quantum Hall to Insulator Transition
我们提出了一个磁化测量探测从量子霍尔绝缘（QH-I）状态的二维电子气在无序GaAs/AlGaAs异质结的转变。利用高灵敏度的直流力矩磁强计，我们发现了一个突变的轨道磁化精确地在临界点的QH-I转变。由于这种转变被预测为二阶量子相变，磁化的热力学特征是完全出乎意料的。观察到的特征让人想起著名的de Haas-van Alphen振荡，该振荡是由于兰道能级连续填充而引起的化学势不连续跳跃而产生的。
2003-09-03 cond-mat.mes-hall
Evanescent Orbital Pumping by Magnetization Dynamics Free of Spin-Orbit Coupling
Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）
本文报道磁性纳米结构中相干磁化动力学可无需自旋-轨道耦合，通过杂散电磁场与电子轨道耦合，将轨道电流倏逝泵入相邻半导体，并产生轨道霍尔电流，为低耗散轨道电子器件奠定基础。
2025-10-17 cond-mat.mes-hall
Orbital Magnetization of Quantum Spin Hall Insulator Nanoparticles
自旋和轨道自由度都对孤立原子的磁矩有贡献。然而，当插入晶体中时，原子的轨道矩被淬灭，因为缺乏旋转对称性，这在孤立时保护它们。因此，对磁性材料的磁化的主要贡献来自电子自旋。在这里，我们表明，量子自旋霍尔绝缘体的纳米岛可以主机强大的轨道边缘磁性时，其最高占用的Kramers双重被单独占用，升级到一个电荷电流的自旋边缘电流。由此产生的轨道磁化与大小成线性比例，超过了几纳米大小的岛屿的自旋贡献。这种线性标度是狄拉克边缘态所特有的，与量子环中的薛定谔电子非常不同。模拟Bi（111）薄片，其边缘状态最近已被观察到，我们表明，轨道磁化相对于无序，热搅动，岛的形状和边缘的结晶方向是强大的，反映了其拓扑保护。
2015-09-09 cond-mat.mes-hall
Orbital Hall effect assisted field-free perpendicular magnetization switching
本文提出利用Mo底层的强轨道霍尔效应及轨道—自旋转换放大平面内类阻尼转矩，在Co/PtGd器件中实现无需外磁场的垂直磁化确定性翻转。
2025-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Size and Shape Effects in the Orbital Magnetization of TMDs Monolayers
TMD单分子膜的内禀轨道磁化强度通常是针对平面无界系统计算的，而不考虑样品的几何形状和电子波函数的边界条件。计算方法包括在系统由两带极小模型描述的情况下也考虑Berry曲率贡献[9]。在本论文中，我们表明，几何和拓扑性质的标本，以及BC，发挥重要作用的磁化问题，即使是宏观标本。
2021-06-27 cond-mat.mes-hall
Polarization and orbital magnetization in Chern insulators: A microscopic perspective
本文从微观视角推导了陈绝缘体零温基态的极化与轨道磁化表达式，发现其轨道磁化与现代理论存在根本差异，并揭示了微观自由电流密度非零但宏观平均为零的特性。
2023-04-16 cond-mat.mes-hall
Orbital-excitation-dominated magnetization dissipation and quantum oscillation of Gilbert damping in Fe films
本研究利用第一性原理计算与铁磁共振实验，揭示了Fe中轨道激发主导的自旋耗散机制及低温下由量子阱态引起的Gilbert阻尼振荡，解释了Fe基合金的超低阻尼现象。
2025-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital magnetization and its effects in spin-chiral ferromagnetic Kagome lattice
最近，人们发现Bloch电子半经典动力学中的Berry相对相空间态密度有修正作用，并给出了有限温度轨道磁化的一般多带公式[Phys.Rev.Lett. \textbf{97}，026603（2006）]，其中轨道磁化$\mathcal{M}$由两部分组成，即，传统部分$M_{c}$和贝里相位校正部分$M_Ω$。利用这个一般公式，我们从理论上研究了包含自旋各向异性的二维\textit{kagomé}晶格的轨道磁化强度及其对热电输运和磁化率性质的影响.本文的研究是非常有趣的非零陈数的出现在格。自旋手性参数$ϕ$（见正文）的结果在轨道磁化性质的深刻影响。发现两部分轨道磁化方向相反。特别是，我们表明，$M_{c}$和$M_Ω$产生的顺磁性和反磁性的响应，分别。进一步表明，轨道磁化强度在金属区和绝缘区表现出完全不同的行为，这是由于$M_{c}$和$M_Ω$在这两个区域中发挥的不同作用。计算了反常能斯特电导率，发现反常能斯特电导率随电子费米能的变化呈现峰谷结构。
2007-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Orbital Magnetization in Insulators: Bulk vs. Surface
有限块物质的轨道磁矩用单体密度矩阵表示为简单迹线。我们解决一个宏观系统，绝缘的散装，我们表明，它的轨道时刻是一个散装长期和表面长期，广泛的总和。后者只发生在横向电导率为非零时，并归因于导电表面状态。对一个模型哈密顿量的模拟验证了我们的理论。
2016-03-22 cond-mat.mes-hall
Unconventional Metallic Magnetism: Non-analyticity and Sign-changing Behavior of Orbital Magnetization in ABC Trilayer Graphene
本文研究ABC三层石墨烯四分之一金属相中轨道矩主导的非常规金属铁磁性，发现轨道磁化随掺杂出现两次变号及拓扑Lifshitz转变引起的奇点，而基态谷和自旋极化保持不变，并给出可实验检验的磁矫顽场预测。
2023-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital Magnetization as a Local Property
极化$¶$和轨道磁化$\M$的现代表达式是$\k$ -空间积分。但是一个真正的整体性质也应该在$\r$空间中表达，作为基态密度矩阵的明确函数，在绝缘体中是“近视的”，与边界条件无关-周期性的或开放的。虽然$¶$ --由于其“量子”不确定性--是{ \it不是}这种意义上的整体属性，但$\M$是。我们提供了它的$\r$ -空间表达式的任何绝缘体，即使非零陈不变量。对一个模型哈密顿量的模拟验证了我们的理论。
2013-01-26 cond-mat.mes-hall
Current Driven Magnetization Reversal in Orbital Chern Insulators
由于自发谷极化和拓扑非平凡谷投影带的共同影响，具有平坦莫尔带的石墨烯多层膜可以表现出量子化的反常霍尔效应.这些陈氏绝缘体中的霍尔效应的符号可以通过施加外部磁场或通过驱动传输电流通过系统来反转。我们提出了一种电流驱动的机制，使反转发生在（电流$I$，磁场$B$）控制参数空间中的直线上，斜率为$dI/dB = (e/h)\, M A_{M} \, (1-γ^2)/γ$，其中$M$是磁化强度，$A_M$是莫尔晶胞面积，$γ<1$是沿畴壁谷之间的化学电势差与电偏压$eV$的比值。
2020-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital magnetization in crystalline solids: Multi-band insulators, Chern insulators, and metals
我们导出了正常周期绝缘体中轨道磁化的多带公式（即，其中陈氏不变量，或在2d中陈氏数，消失）。在最近发展单带形式化[T. Thonhauser，D. Ceresoli，D. Vanderbilt和R. Resta，Phys. Rev. { \bf 95}，137205（2005）]，我们在Wannier表示中工作，发现磁化由两个贡献组成，一个明显的贡献与内部的块状Wannier函数的内循环有关，另一个意外的贡献来自表面附近Wannier函数携带的净电流。与单带情况不同，其中这些贡献中的每一个分别是规范不变的，在多带公式中，只有两项的\emph{sum}是规范不变的。我们的轨道磁化强度的最终表达式可以重写为布洛赫函数的体属性，使其易于在现代代码包中实现。的倒数空间表达式进行评估的2D模型系统和结果进行了验证，通过比较从散装有限样品的磁化计算。最后，虽然我们的正式证明是有限的正常绝缘体，我们也提出了一个启发式的扩展陈省身绝缘体（具有非零陈省身不变量）和金属。通过与从2D模型系统的块体中切割的有限样品的磁化强度进行比较，再次测试了这种扩展的有效性。我们发现很好的协议，从而提供了强有力的经验证据，有利于启发式公式的有效性。
2006-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microscopic origin of orbital magnetization in chiral superconductors
University of Washington（华盛顿大学）；University of Kentucky（肯塔基大学）
研究揭示了chiral超导体中轨道磁化率的微观起源，通过统一正常态轨道磁化率与库珀对凝聚态的内在轨道矩，提出了新的理论框架。
2026-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Activation of anomalous Hall effect and orbital magnetization by domain walls in altermagnets
Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）；Johannes Gutenberg University Mainz（约翰内斯·古腾堡美因茨大学）
研究通过域墙激活纯交替铁磁体中的异常霍尔效应和轨道磁化，揭示了域墙在理解其磁输运性质中的关键作用。
2025-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital Magnetization of Interacting Electrons
International Center for Quantum Materials, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院量子材料国际中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Collaborative Innovation Center of Quantum Matter（量子物质协同创新中心）
本文提出了一种精确计算相互作用电子轨道磁化的框架，适用于弱至强相关电子，并为强相关电子在磁场中的研究提供了新方法。
2026-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Theory of Orbital Magnetization and its Generalization to Interacting Systems
基于标准微扰理论，我们给出了周期系统轨道磁化强度公式的全量子推导。这种推导对于有或没有陈数的绝缘体、零温度或有限温度下的金属、弱磁场和强磁场都是有效的。该公式被证明是有效的，在电子-电子相互作用的存在下，提供的单电子能量和波函数计算自洽的框架内的精确电流和自旋密度泛函理论。
2007-09-21 cond-mat.mes-hall
Orbital magnetization and its effects in spin-chiral ferromagnetic kagome lattice in the general spin-coupling region
本文从理论上研究了自旋各向异性包含在广义Hund耦合区中的二维Kagomé晶格的轨道磁化及其效应。结果表明，Hund耦合的强度以及自旋手征对轨道磁化强度$\mathcal{M}$有贡献。在改变这两个参数时，发现$\mathcal{M}$的两个部分，即，传统部分$\mathbf{M}_{c}$和贝里相位校正部分$\mathbf{M}_Ω$彼此相对。计算了反常能斯特电导率，得到了峰谷结构随电子费米能的变化关系。
2008-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Optical conductivity and orbital magnetization of Floquet vortex states
针对受非零轨道角动量（OAM）光辐照的有质量狄拉克费米子绝缘体中的Floquet涡旋态，研究其轨道磁化与光导率，发现OAM诱导的轨道磁化具线性度、尺寸无关性等特性，还提出基于电导频率峰的涡旋态探测方案。
2022-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Staggered orbital magnetization from itinerant electrons: orbital antiferro- and ferrimagnetic phases
Instituto de Física, Universidade Federal Fluminense（弗鲁米嫩塞联邦大学物理研究所）；International Iberian Nanotechnology Laboratory (INL)（伊比利亚纳米技术国际实验室）；Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF)（巴西物理研究中心）；Physics Center of Minho and Porto Universities (CF-UM-UP)（米尼奥与波尔图大学物理中心）
研究巡游电子产生的轨道磁相，利用标准和修正Haldane模型在蜂窝晶格中证明其可能性，通过实空间公式分解轨道磁化确定轨道序，改变参数发现不同区域，由低能理论依谷机制解释。
2026-07-15 cond-mat.mes-hall
Quantum Geometric Origin of Orbital Magnetization
Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Peking University（北京大学）；Fudan University（复旦大学）
本文探讨了量子几何在单粒子框架中理解磁化的潜力，揭示了平衡磁化和动能磁化的几何起源，并展望了量子几何磁化的发展方向。
2026-01-07 cond-mat.mes-hall
Orbital Magnetization in Solids: Boundary contributions as a non-Hermitian effect
通过定义额外的量来重新考虑轨道磁化的理论，这些额外的量包含由于异常算子而导致的非厄米效应，这些异常算子打破了厄米哈密顿量的定义域。其结果是，边界的可观察到的贡献，严格和分析考虑。在这个框架中，我们扩展了标准的速度算子的定义，以纳入异常的位置算子，这是固有的带理论，这导致在一个明确的边界速度的贡献。使用扩展的速度，我们定义的电子的固有轨道循环，我们认为，这是捕获的轨道磁化现象的主要数量。作为这一论断的证据，我们证明了第n带电子的集体内循环和近似之间的明确关系，评价相对于Wannier状态，本地和巡回循环的贡献，经常使用的现代理论的轨道磁化。在没有任何Wannier局域化近似或启发式扩展的情况下，重新开发了扩展和周期性拓扑固体（绝缘体或金属）的轨道磁化的量子力学形式[Caresoli，Thonhauser，Vanderbilt and Resta，Phys.Rev.B74，024408（2006）]。它严格表明，作为非厄米效应的结果，一个新兴的协变衍生物进入一个波段（螺旋变形）近似k-空间表示的轨道磁化。在相应的多带（无限制）k-空间公式中，非厄米效应贡献了一个额外的边界量，当带交叉与霍尔电压一起发生时，由于材料相对边界处电子积累的不平衡，该边界量预计会在局部（在动量空间中）产生巨大的贡献。
2020-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Theory of In-Plane Orbital Magnetization with Layer Hybridization
The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（理化学研究所新兴物质科学中心）；Beijing Institute of Technology（北京理工大学）
针对多层系统中层杂化导致的面内轨道响应，发展了面内轨道磁化理论，推导了轨道磁矩和磁化率的精确表达式，并预言了可调的面内轨道磁电效应。
2026-06-18 cond-mat.mes-hall
Orbital magnetization as the origin of the nonlinear Hall effect
ShanghaiTech University（上海科技大学）
该研究揭示了轨道磁化是非线性霍尔效应的起源，并通过推导公式解释了电场在生成该效应中的双重作用，同时指出特定晶体对称性下电场极化特性对非线性霍尔响应的影响。
2025-12-20 cond-mat.mes-hall
Orbital magnetization of a metal is not a bulk property in the mesoscopic regime
本文发现在介观尺度下，改变3维固体表面约$N^2$个原子会使磁矩产生与$N^3$成正比的变化，表明金属轨道磁化不再是体性质。
2024-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric Generation of Orbital Magnetization in Metals
我们提出了一个轨道磁热效应，其中的温度梯度产生的轨道磁化（OM）的布洛赫电子，我们提出了一个统一的理论，电和热诱导OM，有效的金属和绝缘体。我们发现，存在一个内在的响应OM，其中的可伸缩性是完全由带几何量，如带间Berry连接，带间轨道矩，和量子度规。该理论可以很容易地与第一性原理计算结合起来研究实际材料。作为一个例子，我们计算的OM响应CrI $_{3}$双层，其中的内在贡献占主导地位。讨论了本征响应和非本征响应的温度标度、声子阻力的影响以及声子角动量对OM的贡献。
2020-09-25 cond-mat.mes-hall
Real-Space Spectral Approach to Orbital Magnetization
International Iberian Nanotechnology Laboratory (INL)（伊比利亚纳米技术国际实验室）；Centro de Física das Universidades do Minho e Porto（米尼奥和波尔图大学物理中心）；Universidade do Porto（波尔图大学）；University of York（约克大学）；Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF)（巴西物理研究中心）；Universidade Federal Fluminense（弗鲁米嫩塞联邦大学）；Physics Center of Minho and Porto Universities (CF-UM-UP)（米尼奥和波尔图大学物理中心）
本文提出一种实空间谱方法计算晶体轨道磁化，避免计算本征态，适用于大系统和杂质环境，验证霍尔丹模型并展示体态陈数可通过磁化谱密度直接获得。
2026-09-24 cond-mat.mes-hall
Orbital magnetization reveals multiband topology
University of Cambridge（剑桥大学）；University of Manchester（曼彻斯特大学）；University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）
通过将轨道磁化分解为能量和量子几何贡献，可从磁化响应中推断多带拓扑不变量，并在Sr2RuO4模型中验证。
2026-06-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optical control of topological memory based on orbital magnetization
在适当的条件下，一些扭曲的石墨烯多层膜和过渡金属二硫属化合物成为陈氏绝缘体，表现出反常的量子霍尔效应和自发谷极化引起的轨道磁化。研究了陈氏绝缘体与圆偏振光的相互作用。相互作用能包含耦合到入射光的螺旋度的反对称项。对于一个双带的陈氏绝缘体，这一项被表示为一个积分，涉及系统的Berry曲率。利用这种相互作用，我们提出了一个实验方案的基础上轨道磁化的圆偏振光的拓扑存储器的开关。此外，相反的圆偏振的两个激光束可以成核相反磁化的域，从而产生携带拓扑保护的手性边缘模式的光学可配置的域壁。
2022-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
The orbital magnetization of single and double quantum dots in a tight binding model
计算了库仑相互作用和电子隧穿耦合的单量子点和双量子点的轨道磁化强度。在紧束缚模型中计算了量子点的电子态，并讨论了磁化强度与能谱、边缘态和体态的关系。我们确定的手征性的电子轨道和反交叉的能级时，磁场是变化的影响。我们还考虑了量子点的能谱失谐的影响，由一个外部的门电位。我们将我们的结果与Oosterkamp等人最近的实验进行了比较，物理修订信函80，4951（1998）。
2002-12-18 cond-mat.mes-hall
Berry curvature, orbital magnetization, and Nernst effect in biased bilayer WSe$_2$
具有自旋-轨道耦合的双层过渡金属二硫属化物中的谷对比Berry曲率可以在反转对称性被破坏（例如，通过电场）时产生谷磁化，而不管时间反演对称性如何。非平凡的Berry曲率也可以导致异常的输运响应，例如异常的霍尔效应和异常的能斯特效应。在双层WSe $_2$上施加电场，可以改变Berry曲率和轨道磁矩，这对轨道磁化强度和反常能斯特响应有重要影响.的轨道磁化强度和它的两个贡献，一个是由于磁矩和一个由于Berry曲率，计算和解释在两个层中的带相反的循环电流。计算了谷反常能斯特系数和自旋能斯特系数。我们发现，一个有限的电场导致的峰和谷的能斯特响应的频带的Berry曲率的符号，并与它们的大小成正比，它也增强了谷能斯特响应。这些实验验证的发现可能是有希望的caloritronic应用。
2020-12-14 cond-mat.mes-hall
