Large Fermi Arcs in Unconventional Weyl Semimetal RhSi
拓扑半金属中手征费米子的理论提出导致了实验实现的重大努力。特别是，手征半金属的费米表面携带量子化的陈数，使它们成为观察奇异输运和光学现象的有吸引力的平台。虽然凝聚态中手征费米子最简单的例子是传统的$|C|=1$ Weyl费米子，但最近的理论工作提出了许多超越标准模型的非传统手征费米子，它们受到拓扑结构和晶体对称性的独特组合的保护。然而，迄今为止，用于实验探测这些非常规费米子的传输和响应特征的材料候选人仍然难以捉摸。在本文中，我们提出了RhSi家族的空间群（SG）$\#$ 198作为理想的平台，实验检查的非常规手征费米子。我们发现RhSi是一种填充增强的半金属，在费米面附近有一个手性的双六重简并自旋1的Weyl结在$R$，而在$Γ$有一个以前未表征的四重简并手性费米子.每个非常规费米子在费米能级上显示陈数$\pm4$。我们还表明，RhSi显示最大可能的补偿手征费米子的动量分离，最大的拓扑非平凡的能量窗口，和最长的费米弧在其表面上。最后，我们提出了一个异国情调的散装光电流响应RhSi的签名。
2017-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Enhancing Unconventional Spin-Orbit Torque Efficiency: Numerical Study on the Influence of Crystallographic Texture and Polycrystalline Effects on Low-Symmetry Materials
本研究通过数值模拟与取向分布函数方法，定量分析低对称SOT材料的面内、面外晶体织构对非常规SOT效率的影响，为相关材料合成优化及自旋电子器件效率提升提供了理论框架。
2025-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct observations of chiral spin textures in van der Waals magnet Fe3GeTe2 nanolayers
在二维范德华（vdW）磁体中，磁有序、强自旋轨道耦合和界面不对称性的存在是形成手征自旋织构的关键因素。然而，vdW磁体中手征磁性的实验证据仍然难以捉摸。在这里，我们明确地证明了形成手性自旋纹理薄Fe 3GeTe 2纳米片使用先进的磁电子显微镜和第一性原理计算。具体来说，电子全息分析揭示了在低温下20 nm厚的Fe 3GeTe 2纳米片中Néel型零场稳定skyrmion的自旋配置。原位洛伦兹透射电子显微镜测量进一步提供了详细的手性自旋纹理，包括螺旋和skyrmions在Fe 3GeTe 2作为温度的函数，施加磁场和试样厚度的磁相图。第一性原理计算揭示了Te/Fe 3Ge/Te片层中有限的界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用导致Fe 3GeTe 2中的自旋手性。我们发现的自旋手征的原型vdW Fe 3GeTe 2开辟了新的机会，研究手征磁性的二维vdW磁体从基础和应用的角度。
2019-07-19 cond-mat.mtrl-sci
Helicity-tunable spin Hall and spin Nernst effects in unconventional chiral fermion semimetals XY (X=Co, Rh; Y=Si, Ge)
过渡金属单硅化物CoSi，CoGe，RhSi和RhGe在手性立方B20结构中最近被发现拥有超过自旋1/2 WF的非常规手性费米子，并且还表现出奇异的物理现象，如长费米弧表面态，GME和量子化CPGE。因此，在这些非传统的手性费米子半金属中探索新的自旋相关输运可能会为自旋电子学和自旋热电子学打开一扇新的大门。本文基于相对论能带结构的从头计算方法研究了CoSi族的本征SHE和SNE。首先，我们发现与非手征立方金属不同，CoSi族具有两个独立的非零SHC（SNC）张量元素，即$σ_{xy}^z$和$σ_{xz}^y$（$α_{xy}^z$和$α_{xz}^y$），而不是一个元素。此外，SHC（$σ_{xy}^z$和$σ_{xz}^y$）和螺旋的手性结构被发现是相关的，从而使SHE检测的结构螺旋性和手性费米子手性。第二，在某些CoSi族中的本征SHE和SNE很大。特别地，计算的RhGe的SHC大至-140（$\hbar$ /e）（S/cm）。计算的CoGe的SNC也很大，在室温下为-1.3（$\hbar$ /e）（A/m K）。由于它们具有低导电性的半金属性质，这些拓扑半金属可以具有大的自旋霍尔角和自旋能斯特角，与Pt金属的自旋霍尔角和自旋能斯特角相当。这些化合物的SHC和SNC也可通过将$μ$升高或降低至例如拓扑节点，通过化学掺杂或电子门控。因此，我们的研究结果表明，CoSi家族不仅将提…
2022-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Unconventional Spintronics from Chiral Perovskites
本文通过第一性原理研究二维PbBr4基手性钙钛矿的电子结构、手性起源及Edelstein效应，并探讨其光学性质与可调谐交变磁体潜力，提出一个用于非常规自旋电子学的多功能材料平台。
2025-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Unconventional spin texture driven by higher-order spin-orbit interactions
本研究在铁电氮化物LaWN3中发现由七阶Weyl自旋轨道相互作用主导的非常规自旋织构，含6个非高对称点涡旋及外摆线费米面特征，拓展了自旋电子器件设计思路。
2025-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unconventional orbital currents and torques due to ferro-rotational orbital textures
Uppsala University（乌普萨拉大学）
本文发现铁旋转序能够产生非常规轨道电流，这种电流源于旋转诱导的对称性破缺，并通过紧束缚模型和第一性原理计算在TiAu₄中验证，进一步展示了其在铁旋转/铁磁金属双层中产生表面轨道积累和非常规轨道扭矩，实现无场确定性翻转。
2026-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large unconventional anomalous Hall effect arising from spin chirality within domain walls of an antiferromagnet EuZn$_2$Sb$_2$
本研究在共线反铁磁体 EuZn$_2$Sb$_2$ 中发现巨大非传统反常霍尔效应，并通过输运标度与计算将其归因于磁场倾斜 Eu 磁矩时畴壁内产生的标量自旋手性。
2024-02-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Link between Weyl-fermion chirality and spin texture
拓扑半金属由于其独特的费米面而具有广阔的应用前景，近年来引起了人们的极大关注。外尔半金属中的手征费米子在其电子结构中表现为成对的非简并无质量外尔点，从而产生了新的宏观量子现象，如手征异常、不寻常的磁阻和各种霍尔效应。这些性质使得非局域电输运器件、磁传感器和存储器以及自旋电子学器件的工程成为可能。然而，很少有人知道的基本自旋和轨道自由度的电子波函数外尔半金属，支配电输运。在这里，我们给出了证据，证明II型外尔半金属MoTe $_2$中外尔点的手征性与电子波函数的自旋纹理和轨道角动量直接相关。通过国家的最先进的自旋和动量分辨的光电子能谱的自旋和轨道纹理的费米面直接解决。在第一性原理计算的支持下，我们研究了拓扑手性电荷与自旋织构之间的关系，这对理解拓扑量子材料中的电子结构有着重要的意义.
2022-05-30 cond-mat.mtrl-sci
Crystal symmetry predicts unconventional magnetism
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所，北京凝聚态物理国家实验室）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Condensed Matter Physics Data Center, Chinese Academy of Sciences（中国科学院凝聚态物理数据中心）
本文证明晶体对称性可在未知磁基态时预测非常规补偿磁体，通过自旋空间群分类生成候选磁序，实验基准中68%优先材料为非常规，并在VGe3中实现无自旋轨道耦合的混合波自旋极化。
2026-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Radial spin texture in elemental tellurium with chiral crystal structure
手性晶体的特点是缺乏镜像对称性和反转中心，导致不等价的右手和左手结构。在非中心对称晶体结构中，电子的自旋和动量在自旋轨道相互作用的帮助下被锁定在倒易空间中。为了揭示手征晶体的自旋织构，本文利用自旋和角度分辨光电子能谱研究了具有手征晶体结构的p型半导体元素碲的自旋和电子结构.我们的数据表明，最高的价带交叉费米能级有一个自旋分量平行于电子动量周围的BZ角落。值得注意的是，我们还证实了自旋极化是逆转的晶体与相反的手征。结果表明，左右手征晶体的自旋织构均为刺猬状，导致非常规的磁电效应和非互易现象。
2019-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit coupling in single layer ferrimagnets: direct observation of spin-orbit torques and chiral spin textures
我们证明了自旋轨道耦合和反转不对称性的影响存在于一个单一的GdFeCo亚铁磁层，即使没有重金属界面。我们使用电输运测量来量化自旋轨道扭矩。我们使用布里渊光散射测量技术测量Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，并使用X射线PEEM显微镜观察所得的手性磁性纹理。我们将这些影响归因于沿厚度的组成变化，我们观察到的扫描透射电子显微镜。我们表明，这些效果可以通过改变GdFeCo的厚度或通过将它们与界面效应相结合来优化。
2021-08-24 cond-mat.mtrl-sci
Phase Transitions of Chiral Spin Textures via Dipolar Coupling in Multilayered Films with Interfacial DMI
在正确的条件下，Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interactions）可以导致拓扑保护的自旋纹理，如skyrmions。自旋为基础的计算和存储器技术的应用是有前途的，需要详细考虑的作用的内在能量稳定的各种纹理观察到目前为止。在这里，我们的实验研究的偶极能量从层间耦合的rexonspin纹理发现在室温下的[ Pt \ Co \ Ir ] $_{\times N}$的界面多层膜的效果。通过增加层的重复次数N来修改总偶极能量，这导致不同相的手征磁织构。我们使用的相变，以估计的能量存在于dielectric薄膜D = 2.1 $\pm$ 0.1 mJ m $^{-2}$。与传统的垂直磁各向异性薄膜不同，这些多层膜具有有限的介电常数，表现出孤立的hedgehog skyrmion气泡以及具有摆线纯手性Néel壁的亚100 nm迷宫域，其依赖于介电常数以及总偶极能量。
2016-11-01 cond-mat.mtrl-sci
p-Wave Orbital Angular Momentum Texture in a Chiral Crystal
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；University of Bologna（博洛尼亚大学）；Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter（马普物质结构与动力学研究所）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Lund University（隆德大学）；Universidad del País Vasco（巴斯克大学）；The Flatiron Institute（平顿研究所）
研究揭示了手性晶体(TaSe4)2I中p波轨道角动量纹理及其与手性晶格的关联，发现轨道角动量主导低能电子性质，为无自旋轨道电子学应用提供了新平台。
2026-05-15 cond-mat.mtrl-sci
Moiré $M$-valley bilayers: quasi-one-dimensional physics, unconventional spin textures and twisted van Hove singularities
本文研究费米面靠近 $M$ 点的扭曲双层，揭示准一维莫尔势、moiré-Rashba 自旋劈裂及扭曲范霍夫奇点，并阐明其可调自旋极化与非常规自旋密度波。
2025-03-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Extracting unconventional spin texture in two dimensional topological crystalline insulator bismuthene via tuning bulk-edge interactions
本研究通过第一性原理计算与对称化Wannier紧束缚模型，探究体-边相互作用对二维拓扑晶体绝缘体铋烯边态输运的影响，发现可通过衬底和电场调控其非常规螺旋自旋织构，为拓扑自旋电子器件制备提供新思路。
2023-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chirality and Rashba-related effects in the spin texture of a 2D centro-symmetric ferromagnet: the case of CrI3 bilayer
最近发现的二维磁性半导体如CrI $_3$由于其奇异的自旋相关性质以及在自旋电子学和磁光电子学中的潜在应用而引起了人们的极大兴趣。采用第一性原理密度泛函理论计算，研究了具有垂直磁化强度的CrI $_3$的中心对称铁磁双层模型中动量空间中自旋极化织构的性质. FM双层膜在其最高价带处显示出丰富的面内自旋织构。我们发现，在建立面内自旋织构时，存在两种不同的自旋倾斜效应，这是由于FM阶数与结构手征性和电极化的强度的耦合。第一种效应是由层堆叠的手性和价态的自旋轨道极化性质产生的，并且在两个层上产生相同的倾斜。第二个效应是一个Rashba相关的效果，在一个中心对称的铁磁体在一个单一的电子状态诱导两个相反的自旋倾斜的组件上的两个层。此外，使用FM双层作为一个例子，我们提供的一般规则施加的磁空间群对称性的自旋极化矢量，作为指导方针的自旋织构的形状在布里渊区的磁性晶体。最后，我们证明了上述效应可以有效地用于操纵自旋织构通过压缩应变，这导致在FM双层价带边缘态与倾斜的自旋。
2022-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Unconventional Magnetism: Symmetry Classification, Hybrid-parity and Unconstrained-parity Classes
Anhui Province Key Laboratory of Low-Energy Quantum Materials and Devices, High Magnetic Field Laboratory, HFIPS, Chinese Academy of Sciences（中国科学院合肥物质科学研究院）；School of Physical Science and Technology, Inner Mongolia University（内蒙古大学物理科学与技术学院）；Institute of Physical Science and Information Technology, Anhui University（安徽大学物理与材料科学学院）；Key Laboratory of Materials Physics, Institute of Solid State Physics, HFIPS, Chinese Academy of Sciences（中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所）；Research Center for Quantum Physics and Technologies, Inner Mongolia University（内蒙古大学量子物理与技术研究中心）；Inner Mongolia Key Laboratory of Microscale Physics and Atomic Manufacturing, Inner Mongolia University（内蒙古微尺度物理与原子制造重点实验室）；Centre for Quantum Physics, Key Laboratory of Advanced Optoelectronic Quantum Architecture and Measurement (MOE), School of Physics, Beijing Institute of Technology（北京理工大学物理学院）
本文基于对称性理论对非常规磁性进行了系统分类，提出了两种新的磁性类别——混合奇偶性磁体（HPMs）和无约束奇偶性磁体（UPMs），并探讨了其在自旋电子器件中的应用。
2026-05-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Lorentz TEM investigation of chiral spin textures and Néel Skyrmions in asymmetric [Pt/(Co/Ni)$_M$/Ir]$_N$ multi-layer thin films
利用菲涅耳模洛伦兹透射电子显微镜（LTEM）研究了对称[Co/Ni] $_M$和非对称[Pt/（Co/Ni）$_M$ /Ir] $_N$多层膜中的磁畴图案。在对称的多层，其中的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用预计为零，我们观察到纯粹的布洛赫型畴壁没有首选的手征。在非对称多层膜中，存在显著的界面缺陷，我们观察到具有手性Néel畴壁的畴图案，其随着垂直场的应用而演变成亚100 nm孤立的Néel Skyrmions。层的厚度和薄膜叠层的界面上的磁性的影响进行了讨论的背景下，开发一个可调的多层系统，为未来的自旋电子应用。
2018-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Chiral spin-textures in van der Waals heterostructures
Martin-Luther-University Halle-Wittenberg（哈勒-维滕贝格马丁路德大学）
研究手性自旋纹理的形成机制及实验进展，探讨其动态性质和传输特性，为实现室温稳定的手性自旋纹理提供方向。
2026-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Persistent spin textures, altermagnetism and charge-to-spin conversion in metallic chiral crystals TM$_{3}$X$_{6}$
University of Groningen（格罗宁根大学）；University of North Texas（北德克萨斯大学）；Santa Fe Institute（圣塔菲研究所）；Polish Academy of Sciences（波兰科学院）
研究揭示TM$_3$X$_6$材料在非磁性金属相中存在持久自旋纹理，实现高效电荷到自旋转换及自旋传输，结合结构手性、持久自旋纹理和交替磁性。
2025-08-01 cond-mat.mtrl-sci
Chiral and Topological Orbital Magnetism of Spin Textures
使用半经典的格林函数形式主义，我们发现出现的手性和拓扑轨道磁性在二维手性自旋纹理明确找到的轨道磁化的修正，成比例的纹理的梯度的权力。我们表明，在自旋轨道耦合的情况下，由此产生的轨道力矩可以理解为电子响应与实空间Berry曲率的新兴磁场。通过参考Rashba模型，我们证明了通过调整表面系统的参数，在自旋纹理中涌现的轨道磁性的工程可以为轨道电子学中的新概念铺平道路。
2017-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mapping the unconventional orbital texture in topological crystalline insulators
新发现的拓扑晶体绝缘体（TCI）具有复杂的能带结构，包括多个狄拉克锥。这些材料是潜在的高度可调的外部电场，温度或应变，并可能找到未来的应用在场效应晶体管，光电探测器，和纳米机械系统。理论上，已经预测不同的狄拉克锥，在能量和动量空间上偏移，可能具有非常不同的轨道特征，如果实验实现，这一独特的性质将为实现新的自旋电子器件提供理想的平台。然而，狄拉克锥的轨道纹理，这是非常重要的，在确定各种材料的性质，仍然是难以捉摸的TCIs。在这里，我们揭示了一个原型TCI铅$_{1-x}$锡$_x$硒的轨道纹理。利用傅里叶变换（FT）扫描隧道谱（STS）测量了表面态电子散射产生的干涉图样。我们发现FTs的强度和能量依赖性表现出明显的特征，这可以直接归因于轨道效应。我们的实验揭示了涉及两个Lifshitz跃迁的复杂能带拓扑结构，并建立了这类新拓扑材料中Dirac带的轨道性质，这可能为未来的量子应用提供不同的途径。
2013-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantitative imaging of hybrid chiral spin textures in magnetic multilayer systems by Lorentz microscopy
具有界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的垂直磁化多层膜中的手征磁性织构是近年来研究的热点。在铁磁层和具有大自旋轨道耦合的重金属之间的界面处，与破缺的反转对称性相关的手征支持纯手性Néel畴壁和刺猬（Néel）skyrmions。在自旋-轨道力矩下，这些Néel型磁结构被预测并被测量为高速运动。然而，最近的研究表明，一些多层系统可能具有更复杂的混合畴壁配置，由于界面的极化和层间偶极场之间的竞争。这些扭曲的纹理预计有厚度依赖的Néel和布洛赫贡献域或skyrmion壁。在这项工作中，我们使用洛伦兹显微镜的方法来定量测量第一次实验两个：i）Néel和Bloch贡献的贡献，ii）他们的空间自旋变化在高分辨率。这些与建模和模拟结构，这是非常符合我们的实验结果进行了比较。我们的定量分析提供了有力的直接证据布洛赫壁组件存在于这些混合墙，将是显着的，当利用这种现象在自旋电子学应用。
2019-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Chiral orbital texture in nonlinear electrical conduction
本研究在手性半导体Te中观测到轨道织构介导的非线性导电，测定了电导的对映体特异性符号及载流子浓度依赖异常，结合玻尔兹曼方程归因于倒易空间的手性轨道织构，证明非线性输运测量可有效区分轨道与自旋相关效应。
2024-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unveiling the emergent traits of chiral spin textures in magnetic multilayers
磁skyrmions是拓扑缠绕的纳米级自旋纹理，其环境稳定性和多层膜中的电操纵导致了研究活动的爆炸。虽然过去的努力主要集中在孤立的skyrmions，最近合奏的手性自旋纹理，包括skyrmions和磁条，被证明具有丰富的相互作用与潜在的设备应用。然而，手性自旋织构现象学的几个基本方面仍有待阐明，包括它们的畴壁结构，热力学稳定性和形态转变。在这里，我们揭示了这些纹理特征的演变在一个可调的多层平台-其中手性相互作用支配自旋纹理能量可以广泛变化-使用全场电子和软X射线显微镜与数值模拟相结合。随着手性相互作用的增加，我们证明了Néel螺旋的出现，随后是域压缩性的显着降低，最后是Skyrmion形成机制的转变。结合分析模型，这些实验建立了一个全面的微观框架，用于研究和定制多层膜中的手性自旋织构特性。
2022-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Surface States Protected From Backscattering by Chiral Spin Texture
拓扑绝缘体是一类新的绝缘体，它通过强自旋轨道耦合产生电子激发的体隙。这些新型材料与普通绝缘体的区别在于存在无间隙金属边界态，类似于量子霍尔系统中的手性边缘模式，但具有非常规的自旋纹理。最近，实验和理论研究为二维和三维拓扑绝缘体及其在半导体量子阱结构和几种Bi基化合物中的新颖边缘态和表面态提供了强有力的证据。这些自旋纹理边界态的一个关键特征是它们对自旋无关散射不敏感，这可以保护它们免受反向散射和局部化的影响。这些手征态对于基于自旋的电子学是潜在有用的，其中长自旋相干性是关键的，并且还对于量子计算应用是潜在有用的，其中拓扑保护可以实现容错信息处理。在这里，我们使用扫描隧道显微镜（STM）可视化的三维拓扑绝缘体BiSb的无隙表面状态，并检查他们的散射行为所造成的无序在这个化合物中的随机合金化。结合STM和角分辨光电子能谱，我们表明，尽管强原子尺度的无序，反向散射状态的相反的动量和相反的自旋是不存在的。我们对自旋选择性散射的观察表明，这些状态的手性性质保护了载流子的自旋，因此它们有可能用于自旋电子器件中的相干自旋输运。
2009-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Modulation of Spin-Orbit Coupling, Spin Textures, and Rashba-Edelstein Response in Chiral Tellurium: A First-Principles Study
Department of Physical Science, Sherubtse College, Royal University of Bhutan（不丹皇家大学 Sherubtse 学院物理科学系）
本研究利用第一性原理计算，系统揭示了用较轻（S、Se）或较重（Sb）元素替代手性碲可调控其自旋-轨道耦合、自旋织构与Rashba-Edelstein响应，为无磁自旋电子器件的设计提供了实验指导。
2026-10-06 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
Interfacial phase frustration stabilizes unconventional skyrmion crystals
具有非传统拓扑扭曲的手性磁相在自旋电子学中有着巨大的应用潜力。在这里，我们提出了一个通用的方法来诱导这种外来的磁性相位使用人工生长的超晶格内的界面相挫折。为了证明我们的方法，我们认为一个多层与两个不同的手性磁相的竞争订单在顶部和底部，并显示，使用Monte Carlo计算，界面相挫折实现在中心层。特别是，我们得到三个非常规的阶段：棋盘Skyrmion晶体，无公度Skyrmion条纹，和亚铁磁Skyrmion晶体。在这些挫折感生阶段，自旋手征驱动的拓扑霍尔电导率可以大大增强。这种方法提供了一个操场，以实现非常规的磁相在任何家庭的材料，可以在超晶格中生长。
2022-08-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The rise of unconventional magnetism
Southern University of Science and Technology (SUSTech)（南方科技大学）；Quantum Science Center of Guangdong–Hong Kong–Macao Greater Bay Area (Guangdong)（粤港澳大湾区量子科学中心）
本文综述了非常规磁性在动量空间中的三个关键方面，探讨了其时间反演奇响应机制，并展望了其与铁电性、超导性和莫尔工程的结合前景。
2026-03-29 cond-mat.mtrl-sci
Unconventional Hall effect and its variation with Co-doping in van der Waals Fe3GeTe2
二维（2D）vanderWaals（vdW）磁性材料由于其能将长程磁有序稳定到原子尺度，以及具有独特功能的新型自旋电子器件的前景而引起了人们的广泛关注。澄清的磁阻特性及其相关的基本磁配置是必不可少的二维VDW为基础的自旋电子器件。本文研究了Co掺杂对Fe_3GeTe_2磁性和磁输运性质的影响。磁输运测量揭示了一种不寻常的霍尔效应行为，其强度被Co掺杂大大改变，并归因于潜在的复杂自旋织构。目前的研究结果提供了一个线索，剪裁的基础相互作用所需的实现各种非常规的自旋纹理的二维VDW FM为基础的自旋电子学。
2021-03-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Halbach arrays at the nanoscale from chiral spin textures
马林森的想法是，在平面磁性结构中的一些自旋纹理可以在平面的一侧产生磁通量的增强，而另一侧的磁通量则会增加，这一想法产生了被称为海尔贝克磁体阵列的永磁体配置。应用范围从粒子加速器和自由电子激光中的摆动器磁体到电机，再到磁悬浮列车，但是在微米或纳米级自旋电子器件中利用Halbach阵列需要解决100 μm以下尺寸的制造和现场计量问题。在这项工作中，我们证明了在具有独特畴壁手性的尼尔型畴壁的溅射薄膜中，在小至1 × 1 μm^2的面积上可以获得海尔贝克矩位形，并且我们在12.0 × 0.5 nm的受控探针-样品距离下测量了它们的杂散场。因为这里的手性是由界面Dyzaloshinkiii-Moriya相互作用决定的，所以场衰减和放大是该膜的固有性质，允许基于磁畴的适当定义的设计的灵活性。100 nm宽的skyrmions说明了这种结构中最小的一种，我们对杂散磁场的测量和自旋结构的映射表明，它们将场集中到薄膜的特定一侧，由Dyzaloshinkiii-Moriya相互作用参数D的符号给出。
2017-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction and chiral magnetic textures in a ferrimagnetic insulator
重金属和铁磁金属多层膜中的界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction，Dzyaloshinski-Moriya interaction）使得新型手性自旋结构（如Skyrmions）能够稳定化。另一方面，磁性绝缘体可以表现出增强的动力学和性能，例如较低的磁阻尼，因此，将界面阻尼所实现的性能与绝缘系统相结合是有意义的。在这里，我们证明了存在的界面的异质结构，包括绝缘磁性层。我们使用的双层垂直磁化绝缘的铥铁石榴石（TmIG）和重金属铂，并发现一个令人惊讶的强大的界面，结合自旋轨道扭矩的结果，在有效的开关。通过厚度依赖性测量的界面的起源被确认，揭示了特征1/厚度依赖性与一个数量级的衰减长度相比，金属层。我们结合手性自旋结构和自旋-轨道转矩的有效切换和识别skyrmions，使我们能够建立GGG/TmIG接口的起源的prone。
2019-11-06 cond-mat.mtrl-sci
Hybrid chiral domain walls and skyrmions in magnetic multilayers
自从发现界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用以来，铁磁薄膜中的非共线自旋织构一直是人们研究的热点。这种反对称交换相互作用选择一个给定的手征自旋纹理，并允许稳定的配置与非平凡的拓扑结构。此外，它对这些拓扑结构的动力学性质有许多重要的影响，包括手征畴壁（DW）和磁skyrmion。近年来，对非共线自旋织构的研究已从单磁性多层膜扩展到具有破缺反转对称性的磁性多层膜。这种结构在垂直方向上的延伸使得Néel DW和skyrmions都能非常有效地进行电流诱导运动和室温稳定性。在这里，我们展示了如何在这样的多层系统的层间相互作用，实际上可以导致更复杂的，混合手性磁化安排。所描述的厚度相关的重新取向的DW实验证实通过研究退磁多层膜，通过圆二色性在X射线共振磁散射。我们还证明了一个简单而可靠的方法，用于确定的幅度从静态域的测量，即使在这些混合手性结构的存在下，通过考虑到实际配置文件的DW。这些新的混合手性纹理的出现具有深远的影响，如何稳定和操纵DW以及skymionic结构的磁性多层膜。
2018-01-04 cond-mat.mtrl-sci
Selective Control of Surface Spin Current in Topological Materials based on Pyrite-type OsX2 (X = Se, Te) Crystals
拓扑材料拥有强大的表面状态，这可能成为未来电子器件的基础。由于这种状态的自旋被锁定在动量上，因此它们对自旋电子学应用特别感兴趣。因此，如果要在未来的技术中利用自旋纹理，了解拓扑非平凡材料表面态的自旋纹理，并能够操纵它们的极化，是必不可少的。在这里，我们使用第一性原理计算表明，黄铁矿型晶体OsX 2（X= Se，Te）是一类拓扑材料，可以主机表面态的自旋极化，可以是在平面内或面外。我们表明，形成的低能态的能量和方向相关的自旋纹理的（001）表面上的这些材料是从一个拓扑平凡的非平凡的状态，诱导自旋轨道相互作用的转换的结果。这些表面态的非常规自旋纹理具有在局部对称性保护的动量空间中的面内到面外自旋极化转变。此外，表面自旋方向和幅度可以在特定的能量范围内选择性地过滤。我们演示了一类新的拓扑材料与可控的自旋纹理提供了一个平台，为实验人员检测和利用非常规的表面自旋纹理在未来的自旋为基础的纳米电子器件。
2019-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Chiral Spin and Orbital Angular Momentum Textures in Mn Chains on W(110): Interplay of Spin-Orbit Coupling and Crystal Field Effects
本研究通过第一性原理计算发现W(110)上Mn原子链具有手性螺旋非共线自旋构型，并揭示轨道磁矩与自旋磁矩取向差异源于自旋-轨道相互作用与晶体场劈裂的竞争。
2025-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Tunable chiral spin texture in magnetic domain-walls
具有优选手性的磁畴壁（DW）表现出非常有效的电流驱动运动。由于结构反转不对称性（SIA）是它们稳定所必需的，因此在高度对称的Pt/Co/Pt中观察手性畴壁是有趣的。在这里，我们调整层的不对称性在这个系统中，并观察到，通过电流辅助DW脱钉实验，一个小的手征场的敏感变化。此外，我们令人信服地链接到DW纹理的DW运动所观察到的效率，使用DW电阻作为直接探针的DW的内部取向的影响下的面内字段。覆盖层厚度对手征场的非常微妙的影响允许其精确控制，这在设计用于最佳自旋-轨道-转矩驱动的DW运动的新材料中是重要的。
2014-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quasi-1D Spin Textures: From Chiral Soliton Lattice to Fan State
Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids（马克斯·普朗克固体化学物理研究所）；Dresden Center for Nanoanalysis, cfaed, Technical University Dresden（德累斯顿纳米分析中心，cfaed，德累斯顿工业大学）；Experimental Physics VI, Center for Electronic Correlations and Magnetism, University of Augsburg（奥格斯堡大学电子关联与磁学中心实验物理学第六系）；Diamond Light Source（钻石光源）；Faculty of Physics and Center for Nanointegration Duisburg-Essen (CENIDE), University of Duisburg-Essen（杜伊斯堡-埃森大学物理学院及杜伊斯堡-埃森纳米集成中心（CENIDE））；Department of Physics, Clarendon Laboratory, University of Oxford（牛津大学克拉伦登实验室物理系）；Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie（柏林亥姆霍兹材料能源研究中心）
通过矢量磁铁中的共振弹性X射线散射和微磁模拟，研究各向异性手性磁体Mn$_{1.4}$PtSn中垂直于磁场传播的准一维自旋织构从零场π手性孤子晶格到扇区态的转变，揭示了磁化过程中调制长度连续减小并趋近场极化态，以及磁静相互作用在稳定该行为中的关键作用。
2026-06-23 cond-mat.mtrl-sci
Scanning electron microscopy with polarization analysis for multilayered chiral spin textures
我们表明，扫描电子显微镜与极化分析（SEMPA），这是敏感的两个面内磁化分量可以用来成像的多层手性自旋纹理的面外磁化多畴状态。通过在多层膜的顶部沉积一层薄的铁，我们通过铁中的杂散场的映射来成像底层的面外畴态。我们还表明，SEMPA可以用来在这些系统中的磁畴壁手性的图像后，铣削掉的覆盖层和成像的最顶部的磁性层直接。
2017-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A transmission electron microscope study of Néel skyrmion magnetic textures in multilayer thin film systems with large interfacial chiral interaction
本研究利用洛伦兹TEM及多尺度表征分析FM/HM多层膜中的Néel斯格明子，定量揭示晶粒尺寸、斯格明子直径及磁化旋转区等结构参数。
2017-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Dynamic Excitations of Chiral Magnetic Textures
Skyrmions的自旋本征激发及其相关的手征磁织构由于在信息处理和微波器件中的巨大应用潜力，近年来引起了人们的极大兴趣。新型材料系统的出现，如合成铁磁体和反铁磁体，微纳米纤维技术的不断进步，以及更复杂的表征方法的发展，无疑将进一步推动这一年轻的特定研究领域。这一观点总结了过去几年中最重要的进展，并指出了未来的理论和实验工作的方向。
2020-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital pseudospin-momentum locking in two-dimensional chiral borophene
近年来，在Rashba和拓扑绝缘体（TI）表面态中发现了由于自旋-轨道耦合（SOC）引起的轨道织构。在这里，我们预测了一个$p_x/p_y$轨道织构，在线性色散狄拉克带，产生在$χ$ - $h_0$硼手性单层的K/K'点。结合第一性原理计算和有效哈密顿量，我们证明了轨道赝自旋的方向与动量的锁定方式类似于TI的自旋纹理。此外，考虑到层赝自旋自由度，该晶格允许具有相等或相反手性的层的堆叠。反过来，我们通过设计的堆叠和外部电场控制的轨道纹理和层的本地化。例如，对于相反的手征性堆叠，电场允许轨道纹理狄拉克锥的开/关切换。
2019-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical Regulation of Transverse Spin Currents in Unconventional Magnetic Ferroeletrics
Zhejiang University（浙江大学）；Westlake University（西湖大学）；Westlake Institute for Advanced Study（西湖高等研究院）；Anhui University（安徽大学）
通过电场调控非常规磁铁电材料中的横向自旋电流，实现非易失晶体管的自旋电流控制。
2026-01-04 cond-mat.mtrl-sci
Analysis of the unconventional chiral fermions in a non-centrosymmetric chiral crystal $\textbf {PtAl}$
手性拓扑材料中对称性保护的非平凡态对基础科学和技术的发展具有巨大的潜力。在这里，我们报告的电输运，量子振荡，和电子结构的手性量子材料$\rm PtAl$的单晶的结果。基于de Haas-van Alphen（dHvA）振荡，我们证明了最小费米口袋（$α$）具有非平凡的Berry相$1.16$ $π$ .与该费米口袋相关联的带在$\sim$ 700 meV的实质能量窗口上携带线性能量色散，这进一步与计算的光学电导率一致。第一性原理计算表明，$\rm PtAl$是一种高折叠的手征费米子半金属，其中结构手性驱动手征费米子位于立方布里渊区的高对称性$Γ$和$R$点。在没有自旋轨道耦合的情况下，在$Γ$和$\rm R$点处的带交叉分别是三重和四重简并的，手性电荷分别为$-2$和$+2$。包含自旋-轨道耦合将这些交叉点转变成具有$-4$和$+4$手性电荷的四重和六重简并点。$(001)$平面上的非平凡表面态通过遍布整个布里渊区的长螺旋费米弧连接体投影手征点。
2022-06-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.comp-ph
Chirality-dependent spin current generation in a helimagnet: zero-field probe of chirality
在磁性织构中，传导电子的自旋被迫与局域磁矩对齐。因此，磁织构的拓扑结构以非平凡的方式影响电子动力学。一个典型的例子是具有有限自旋手征的非共面自旋织构中的拓扑霍尔效应。当电子在非共面自旋织构中传播时，电子获得Berry相位，并且它们的运动被偏转，就好像它们在磁场中一样。在这里，我们报告了一个独特的Berry相位效应在共面helimagnet：自旋力矩的传导电子极化下的电流取决于helimagnet的手性。累积的自旋极化作为自旋电流的来源，并且手征性可以通过逆自旋霍尔机制来检测。该功能使我们能够在没有磁场的情况下读出手性，因此为未来基于helimagnet的自旋电子学铺平了道路。
2022-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unconventional Mixed-Parity Magnetism in Rare-Earth Tetraborides
Chungnam National University（忠南国立大学）；Institute for Sciences of the Universe, Chungnam National University（忠南国立大学宇宙科学研究所）；Korea Military Academy（韩国军事学院）；Kyungpook National University（庆北国立大学）
通过第一性原理和对称性分析，发现TbB4的非共面基态产生混合宇称自旋劈裂，面内分量呈奇宇称p/f波，面外为偶宇称d波，源于标量自旋手性而非自旋轨道耦合，导致非相对论性Edelstein和自旋霍尔效应。
2026-11-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Discovery of unconventional chiral charge order in kagome superconductor KV3Sb5
纠缠的量子序和非平凡拓扑是凝聚态物理的前沿。具有轨道电流的类电荷密度波（CDW）有序被认为是实现拓扑材料量子反常霍尔效应和铜氧化物高温超导体中隐藏相的一个强有力的来源。然而，这种顺序的实验实现具有挑战性。在这里，我们使用高分辨率扫描隧道显微镜（STM）发现一个非常规的电荷顺序在可果美材料KV 3 Sb 5，同时具有拓扑能带结构和超导基态。通过形貌和光谱成像，我们观察到一个强大的2x2超晶格。在光谱学上，在费米能级处出现一个能隙，2 × 2电荷调制在实空间中表现出强度反转，表明电荷有序。在无杂质钉扎区，本征电荷调制的强度进一步表现出手征各向异性和异常的磁场响应。理论分析表明，在受抑的kagome晶格中存在着一种非常规的手征CDW，它不仅可以导致具有轨道磁性的大的反常霍尔效应，而且可能是非常规超导的前兆.
2021-05-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Moiré Kramers-Weyl Fermions from Structural Chirality with Ideal Radial Spin Texture
本研究提出可在自旋-轨道耦合的扭转双层莫尔体系中构建二维Kramers-Weyl费米子，揭示了对称性强制的类Weyl层间耦合保障理想径向自旋织构的机制，并通过第一性原理计算在扭转α-In₂Se₃双层中验证了该效应。
2024-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chirality Imprinting and Spin-texture Tunability in Conformally Coated 3D Magnetic Nanostructured Metamaterials
EPFL（洛桑联邦理工学院）
通过共形涂层3D磁性纳米结构实现手性印刻与自旋纹理可调性，为数据存储和磁声学提供新平台。
2025-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unconventional superconductivity in ScIr$_2$ chiral crystal with a kagome lattice
East China Normal University（华东师范大学）；Key Laboratory of Polar Materials and Devices (MOE), East China Normal University（华东师范大学极化材料器件教育部重点实验室）；Tianjin University（天津大学）；Technical University Dortmund（多特蒙德工业大学）；Laboratorium für Festkörperphysik, ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院固体物理实验室）
研究具有 Kagome 晶格的 ScIr₂₋ₓSiₓ 家族的非常规超导性，结合μ子自旋光谱测量与能带结构计算，发现其超导配对可用双能隙模型描述，因能隙有节点表明是非常规超导，独特平带致强关联，该家族性质使其成为相关研究的有趣系统。
2026-07-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tuning topological spin textures in size-tailored chiral magnet insulator particles
拓扑自旋纹理，如skyrmions持有高潜力的磁活性元素在不久的将来的各种应用。虽然金属多层膜中的skyrmions在这方面引起了极大的关注，但要释放skyrmions在各种应用中的无数潜力，需要发现和定制替代主机系统范例。在这里，我们开发和应用化学方法来合成八面体粒子的手性绝缘skyrmion主机Cu2OSeO3与窄的尺寸分布，并定制尺寸接近纳米级。结合磁力测量和中子散射实验与微磁模拟，我们表明，体积相图Cu2OSeO3的变化显着低于八面体高度为400 nm。进一步的颗粒大小相关的制度，其中各种拓扑自旋纹理，如skyrmions，merons和bobbers可以稳定，之前的一个较低的临界八面体高度约。190 nm以下，没有拓扑自旋织构被发现稳定。这些研究结果表明，条件下，稀疏拓扑自旋纹理限制手性磁性纳米粒子可以是稳定的，并提供新的潜在的绝缘体为基础的应用范例。
2022-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of tunable chiral spin textures with nonlinear optics
Aalto University（阿尔托大学）；Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；Peking University（北京大学）；Seoul National University（首尔国立大学）
通过非线性光学研究CrPS₄中的可调自旋纹理，揭示其强非线性光学响应，为自旋光子学和自旋电子学提供新平台。
2025-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
