Control of polarization hysteresis temperature behavior by interfacial screening in thin ferroelectric films
铁电界面是极性表面性质基础研究的独特模型对象，例如自由载流子自发极化的通用屏蔽机制以及与环境介质的可能离子交换。在铁电体中，离子吸附对铁电体极化反转的影响已在实验和理论上得到了研究，但对铁电体极化滞后温度行为的影响还没有得到探讨。此外，线性和非线性电子屏蔽的铁电滞后的比较理论分析，以及自发极化的强非线性离子屏蔽是缺乏的。在这项工作中，我们研究的自由能释放的薄铁电薄膜覆盖的屏蔽电荷层的不同性质和超薄的间隙分离膜表面的顶部电极和计算在不同温度下的极化和屏蔽电荷在所考虑的系统的磁滞回线。考虑了三种基本模型的屏蔽电荷密度对电势的依赖关系，即线性Bardeen型电子表面态（BS）模型、非线性Fermi-Dirac（FD）态密度模型和强非线性Stephenson-Highland（SH）模型.出现的BS，FD和SH屏蔽电荷，其性质主要是不同的，确定的自由能救济（包括对应于在不同的施加电压的自由能最小值的极化值），并控制在不同温度下的极化磁滞回线的形状。
2018-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Apparent Ferroelectric Polarization Hysteresis and a Simple Method to Observe Piezoelectric Strain Loops with a Microphone
本文提出用麦克风和简单电路改进方法观测压电材料的S-E环，揭示了D-E环的虚假性，为铁电性研究提供了低成本方案。
2026-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Electronic ground-state hysteresis under magnetic field in GdMn$_2$O$_5$
本研究结合中子散射、极化与磁化测量，揭示 GdMn$_2$O$_5$ 在约12 T磁场相变后零场极化不恢复，形成电子基态磁滞。
2023-07-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
First-order polarization process as an alternative to antiferroelectricity
Université de Liège（列日大学）；University of Geneva（日内瓦大学）；University College London（伦敦大学学院）；TU Wien（维也纳工业大学）；Diamond Light Source（钻石光源）；University of Warwick（华威大学）
研究发现非极性CaTiO3在拉伸应变下可产生双滞回P-E环，通过理论与实验结合的方法揭示了场诱导的极化 abrupt 旋转机制，为实现双滞回P-E环提供了新途径。
2026-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Modeling of hysteresis loop and its applications in ferroelectric materials
为了更好地理解电滞回线的物理性质，我们建立了一个新的电滞回线模型，该模型将电场、温度和应力作为一个综合参数。该模型揭示了铁电材料电滞回线的形状是由几个变量决定的：极化饱和度、矫顽场、极化率和等效场。与实验结果的比较表明，该模型可以追溯极化与电场和温度的关系。作为该模型的应用，本文还给出了蓄能效率、电热效应和P（E，T）函数的计算公式。
2017-07-27 cond-mat.mtrl-sci
Double hysteresis loops in proper uniaxial ferroelectrics
在Sn $_2$ P $_2$ S $_6$晶体中，首次观察到了体相单轴铁电体中的双类反铁电磁滞回线.量子非谐振子模型被用来描述这种偏振开关过程。这一现象与三阱局域势的自发极化涨落有关，三阱局域势的自发极化涨落对应于特定亚晶格中的位间相互作用和Sn $_2$ P $_2$ S $_6$模型晶体结构中两个亚晶格之间的相互作用。所获得的数据可用于三电平单元型存储器技术的开发。
2018-05-22 cond-mat.mtrl-sci
Polarization relaxation in thin-film relaxors compared to that in ferroelectrics
制备了弛豫PbMg_（1/3）Nb_（2/3）O_3和PbSc_（0.5）Nb_（0.5）O_3的外延薄膜，以及铁电PbZr_（0.65）Ti_（0.35）O_3、Pb_（0.955）La_（0.045）Zr_（0.65）Ti_（0.35）O_3和Ba_（0.4）Sr_（0.6）TiO_3的外延薄膜，并在较宽的测量条件下研究了它们的介电性能。在铁电态下，畴的存在及其结构的变化决定了动态介电非线性和极化滞后。在薄膜弛豫器中，在随机场中随机相互作用的偶极子的取向是动态介电非线性的原因，而所观察到的滞后被认为是由于所施加的场与偶极子和内场的弛豫时间之间的连接而产生的。在薄膜（Ba，Sr）TiO_3中，发现高温介电滞后为类弛豫。
2006-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Controlling ferroelectric hysteresis offsets in PbTiO$_{3}$ based superlattices
铁电材料具有多极化方向的简并基态。在铁电电容器中，这应该表现为同样有利的上下极化状态。然而，在铁电薄膜和超晶格器件中很少观察到这种理想的行为，这些器件通常表现出有利于一种极化状态而不是另一种极化状态的内置偏压。通常这种极化不对称性可以归因于电极。在这项研究中，我们研究偏置PbTiO $_3$基铁电超晶格，这不是由于电极，而是在生长过程中形成的界面处的缺陷的性质。使用实验和第一性原理模拟相结合，我们能够解释所观察到的内置偏置的符号及其随组成的演变。我们的见解使我们能够通过控制超晶格的成分和周期性来设计零内置偏置的器件。
2020-11-11 cond-mat.mtrl-sci
Electric Field-Induced Phase Transitions and Hysteresis in Ferroelectric HfO2 Captured with Machine Learning Potential
Department of Materials Engineering, the University of Tokyo（东京大学材料工程系）；Institute of Industrial Science, the University of Tokyo（东京大学工业科学研究所）
针对传统第一性原理方法难以模拟铁电HfO₂大尺度电场下原子动力学的问题，开发耦合原位BEC模型的定制MLP，高效高保真复现关键现象与AIMD一致结果，为铁电器件设计提供新工具。
2025-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Structural, magnetostatic and magnetodynamic studies of Co/Mo-based uncompensated synthetic antiferromagnets
在这项工作中，我们全面调查和讨论的结构，静磁，动态和磁阻特性的外延Co/Mo超晶格。的Co子层的磁化耦合反铁磁的强度取决于的厚度的C3 Mo间隔。磁化和磁阻磁滞回线清楚地反映了层间交换耦合和发生单轴磁各向异性引起的应变Co子层。在考虑到子层厚度与标称值的偏差后，理论建模，包括微磁和宏自旋方法，精确地再现了实验磁滞回线，磁阻曲线和铁磁共振色散关系。通过对实验结果进行建模，确定Mo间隔层厚度作为层间磁耦合的函数作为拟合参数。
2019-10-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Thermodynamic determination of the equilibrium first-order phase-transition line hidden by hysteresis in a phase diagram
针对场致一阶相变中平衡相变线被滞后区域隐藏的问题，提出基于热力学的方法确定隐藏的平衡相变线，并在磁电化合物中得到验证，发现其与滞后中点显著不同。
2023-03-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multiferroic properties of epitaxially stabilized hexagonal DyMnO3 thin films
我们通过沉积在Pt（111）//Al_2 O_3（0001）和YSZ（111）衬底上制备了六方晶系DyMnO_3外延薄膜，否则它们会形成块状钙钛矿结构，每个衬底都具有面内六方对称性。极化电滞回线表明，至少在70 K以下，我们的六角DyMnO 3薄膜中存在铁电性。在25 K下观察到的2.2 uC/cm^2的剩余极化对应于与体相正交DyMnO 3相比极化增强10倍。有趣的是，该系统在其磁滞回线中显示出反铁电性。我们的六角DyMnO 3薄膜显示出约60 K的反铁磁尼尔温度和约40 K的自旋重取向转变。我们还发现了一个明确的滞后的磁化强度，这是零场冷却和场冷却后测量的温度依赖性。这种滞后很可能是自旋玻璃的起源，这可能是由于反铁磁耦合Mn自旋与边缘共享三角晶格的几何挫折。
2006-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Near complete laser-induced modulation of the ferromagnetic-antiferromagnetic phase fraction in FeRh films
Université Paris-Saclay, ENS Paris-Saclay, CNRS, SATIE（巴黎萨克雷大学、巴黎萨克雷高等师范学院、法国国家科学研究中心、SATIE实验室）；CEITEC BUT, Brno University of Technology（Brno理工大学CEITEC中心、Brno理工大学）；Institute of Physical Engineering, Brno University of Technology（Brno理工大学物理工程研究所）
本文利用100 kHz激光调制加热和光学反射率探测，实现FeRh薄膜FM相分数最高90%的近完全调制，并以RPM滞回模型揭示淬火无序对高频非平衡热滞的主导作用。
2025-10-20 cond-mat.mtrl-sci
The effect of transverse magnetic correlations on a coupled order parameter: shifted transition temperatures and thermal hysteresis
我们使用随机相位近似的格林函数方法来说明磁相关性如何影响具有磁交换型磁电耦合的多铁性材料中的电极化的强度。我们使用的模型自旋1/2铁磁铁电系统，但我们的结果预计将适用于多铁性材料具有更复杂的磁结构。特别是，我们发现，横向磁关联导致铁电溶液的自由能的变化，导致磁居里温度以上的电极化的强度的热滞后的可能性。虽然我们的动机是多铁性材料，这个问题代表了一个更一般的计算耦合序参量的波动的影响。
2009-11-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Comparison of polarization switching in ferroelectric TGS and relaxor SBN crystals
在较宽的测量条件下，对常规的均相硫酸三甘氨酸（（NH_{2} CH_{2} COOH）_{3} \cdot H_{2} SO_{4} ; TGS）和弛豫型钛酸锶钡（Sr_{0.61} Ba_{0.39} Nb_{2} O_{6} ; SBN）晶体的极化反转动力学进行了对比实验分析。从微观结构、开关电流和D-E磁滞回线记录等方面收集了实验数据。电滞回线和介电谱与铁电微畴的结构有很强的联系。用双折射液晶（NLC）方法研究了畴结构动力学。
2013-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Manipulating spin wave polarization in synthetic antiferromagnet
极化是所有波的关键成分，包括电磁波、声波以及自旋波。由于铁磁有序性的固定，铁磁体中的自旋波仅限于右旋圆极化。而反铁磁体中的自旋波由于具有两个完全相同的磁子晶格而被赋予了完全的极化自由度。在合成反铁磁体中，两个磁性子晶格在空间上被分离成两个子层。自旋波的圆极化被部分锁定在反铁磁体的磁性亚晶格上，从而锁定在合成反铁磁体的亚层上。基于这种独特的极化子层锁定机制，我们表明，无论是圆形自旋波偏振器和延迟器（波片）可以直接实现使用合成反铁磁体通过重组的子层，例如，通过删除或覆盖一部分的子层。利用几何工程方法操纵自旋波极化为自旋信息处理提供了一个简单而有力的范例。
2018-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field-induced topological Hall effect and butterfly-shaped magnetoresistance in the centrosymmetric antiferromagnet EuAuAs
Renmin University of China（中国人民大学）；China People’s Police University（中国人民警察大学）
本文研究了中心对称反铁磁体EuAuAs的磁性和输运性质，发现其在反铁磁态下出现拓扑霍尔效应和蝴蝶形磁电阻，归因于场致自旋织构和自旋手性。
2026-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Controlling Dipolar Interaction Effect in Two-Dimensional Magnetic Nanostructures
利用数值模拟研究了二维纳米粒子系综（$l^{}_x\times l^{}_y$）中的面外无序强度$Δ$、偶极相互作用强度$h^{}_d$对磁性的影响.这种位置缺陷在实验中被大量观察到。超顺磁特性是占主导地位的可忽略的和弱的相互作用强度$h^{}_d$，不考虑$Δ$和系统的纵横比$A^{}_r=l^{}_y/l^{}_x$。在正方形纳米颗粒的测定中，双回路磁滞曲线，反铁磁耦合占主导地位的特征，出现大的$h^{}_d$和$Δ(\%)\leq5$。值得注意的是，足够强度的偶极相互作用驱动从反铁磁到铁磁的磁序，具有大的$Δ$和$A^{}_r\leq4.0$，导致磁滞回线面积的增强。另一方面，在具有巨大$A^{}_r$的系统中，铁磁耦合随着$h^{}_d$而增加。因此，滞后回线是巨大的，即使具有中等的$h^{}_d$。矫顽场$μ^{}_oH^{}_c$、剩磁$M^{}_r$和热释放量$E^{}_H$（由于磁滞）随这些参数的变化也表明了自然偶极相互作用的转变。即使是大的$h^{}_d$和小的$A^{}_r$，它们也是显著的，表明反铁磁耦合占主导地位。有趣的是，由于铁磁相互作用，$Δ$和大$h^{}_d$的这些增强。值得注意的是，即使在高度各向异性系统中具有中等的$h^{}_d$并且外部场沿着样品的长轴，它们也是非常显著的。这些结果可以帮助实验者解释在这种系统中观察到的不寻常的磁滞特性，并且在数…
2021-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ionically-mediated electromechanical hysteresis in transition metal oxides
观察到顺电TiO_2和SrTiO_3的机电活性、回复极化状态和电滞回线。用扩展的Ginsburg Landau Devonshire（GLD）理论分析了这些材料中离子动力学和初始铁电性之间的耦合。机电耦合的可能来源，包括离子动力学，表面电荷引起的电致伸缩，和离子诱导的铁电性被确定。对于后者，离子的贡献可以改变一阶GLD膨胀系数的符号，使材料有效地铁电。这些研究为中心对称过渡金属氧化物的类铁电行为提供了可能的解释。
2012-05-07 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Polarization Reversal in Strained Thin Films of CuInP$_2$S$_6$
本文利用LGD方法研究应变下CIPS薄膜的极化反转，发现其因多势阱特性表现出与经典铁电体相反的反常应变效应，并用电致伸缩系数的反转符号解释了该机制。
2023-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of surface induced nucleation of ferroelastic domains on polarization switching behavior in constrained ferroelectrics
利用含时Ginzburg-Landau理论研究了约束铁电体中表面在极化反转过程中的作用。该模型采用了弹性和电致伸缩的影响，在一个长距离的相互作用的形式，是通过消除应变场的弹性协调约束。研究了表面极化消失的正方形有限尺寸约束铁电系统。滞后的计算机模拟表明，约束的正方形的角落作为成核源的$90^{o}$域结构。研究还发现，在具有半无限（无角）几何形状的体系中，$90^{o}$畴结构不成核。对于角自由的情况下，极化开关的$180^{o}$重新取向和正面的反向域出现的表面，最终席卷整个系统。还研究了磁滞回线的尺寸依赖性。
2002-10-02 cond-mat.mtrl-sci
Uncovering hidden spin polarization of energy bands in antiferromagnets
晶体中的许多教科书物理效应都是由某些特定的对称性实现的。与这种“明显效应”相反，“隐藏效应X”指的是一般条件，其中标称全局系统对称性将不允许效应X，而晶体内局部扇区的对称性将允许效应X。已知的例子包括隐藏的Rashba和/或隐藏的Dresselhaus自旋极化，其需要自旋轨道耦合，但是（与明显的Rashba和Dresselhaus对应物不同）甚至可以存在于反转对称的非磁性晶体中。在这里，我们指出，不需要自旋轨道耦合（SOC）的自旋分裂效应可以有一个隐藏的自旋极化对应反铁磁体。我们发现，这种隐藏的，SOC独立的影响反映了完美的晶体，而不是由于不完善的效果的内在属性，打开实验实现的可能性，并提供了一个潜在的方式来切换反铁磁有序。
2022-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Electric polarization evolution equation for antiferromagnetic multiferroics with the polarization proportional to the scalar product of the spins
本文基于量子流体动力学和自旋-轨道平均场论证自旋流极化模型，重新推导电偶极矩算符，并建立反铁磁多铁材料的极化演化方程。
2024-09-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Origin of training effect of exchange bias in Co/CoO due to irreversible thermoremanent magnetization of the magnetically diluted antiferromagnet
单一磁稀释外延反铁磁Co $_{1-y}$ O（100）层的不可逆热剩磁由其正剩磁和负剩磁下的热剩磁平均值决定。在磁场循环过程中，热释磁磁化强度呈现出连续的降低，这与对相应的Co $_{1-y}$ O（100）/Co双层测量的交换偏置的训练效应（TE）一致。交换偏置的TE被证明在磁稀释AFM的不可逆热释电磁化的TE中具有其微观起源。
2012-01-04 cond-mat.mtrl-sci
Probing magnetic anisotropy and spin-reorientation transition in 3D antiferromagnet, Ho$_{0.5}$Dy$_{0.5}$FeO$_{3}\vert$Pt using spin Hall magnetoresistance
含稀土元素的正铁酸盐（$RE$ FeO $_{3}$）是一种三维反铁磁体（AFM），由于自旋磁矩的轻微倾斜而呈现出特征性的弱铁磁性，并在磁场（$H$）-温度（$T$）参数空间中显示出丰富的自旋重取向跃迁。本文报道了在11 ~ 300 K温度范围内，在不同的$T$下，对结晶Ho $_{0.5}$ Dy $_{0.5}$ FeO $_{3}|$ Pt（HDFO $|$ Pt）混合物的$b$ -板（$ac$ -平面）的自旋霍尔磁电阻（SMR）进行了研究.在室温$Γ_4(G_x, A_y, F_z)$相，两个简并域，$Γ_4(+G_x, +F_z)$和$Γ_4(-G_x, -F_z)$之间的切换发生在一个临界值以上的字段，$H_{\text{c}} \approx 713$ Oe. Under $H > H_{\text{c}}$，SMR（$α$ -扫描）在$Γ_4(G_x, A_y, F_z)$相的角度依赖性产生了一个高度歪斜的曲线与急剧的变化（符号反转），以及围绕$a$ -轴的旋转滞后。这种滞后随着$H$的增加而减小。值得注意的是，在$H < H_{\text{c}} $，在单域$Γ_4(\pm G_x, \pm F_z)$上的$α$扫描测量显示出周期性为360 °的异常正弦信号。低$T$ SMR曲线（$H$ = 2.4 kOe）显示滞后的系统性变窄（低至150 K）和偏斜度的逐渐减小…
2022-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Controlling spin current polarization through non-collinear antiferromagnetism
自旋霍尔效应描述了电荷电流和自旋电流的相互转换，使得能够高效地操纵自旋电子学的磁化。对称性条件通常限制这些自旋电流的极化，使其与电荷流和自旋流都正交。只有当晶体对称性降低时，自旋极化才能偏离这种方向。在这里，我们实验表明，通过使用非共线反铁磁体Mn $_{3}$ GAN，其中三角形自旋结构创建一个低磁对称状态，同时保持高的结晶对称性的自旋极化方向的控制。我们表明，外延Mn 3GaN/坡莫合金异质结构可以产生独特类型的spinHall扭矩在室温下对应于非常规的自旋极化共线的自旋电流或电荷电流，这是禁止在任何样品与双重旋转对称。我们的研究结果展示了一种基于自旋结构设计的控制自旋轨道力矩的方法，为反铁磁自旋电子学的进一步发展铺平了道路。
2019-12-29 cond-mat.mtrl-sci
Nearly perfect spin polarization of noncollinear antiferromagnets
针对反铁磁体因净磁化为零导致自旋极化概念模糊的问题，本文定义动量依赖有效自旋极化，发现非共线反铁磁体费米表面广阔区域存在近乎100%自旋极化，可使反铁磁隧道结产生高达10⁴%的非凡隧道磁电阻效应，为自旋电子学提供新方向。
2024-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional antiferromagnets with non-relativistic spin splitting switchable by electric polarization
本文基于自旋空间群方法研究极性堆叠的二维反铁磁双层，揭示其可逆电极化与非相对论自旋劈裂的关联，证明NRSS可由电极化切换，为反铁磁自旋电子器件提供了比电流诱导Néel矢量切换更实用的调控途径。
2025-03-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Longitudinal transport spin polarization of spin degenerate antiferromagnets
Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；Wuhan National High Magnetic Field Center, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学武汉国家强磁场科学中心）；Hubei Normal University（湖北师范大学）；University of Nebraska, Lincoln（内布拉斯加大学林肯分校）
本研究打破PT对称反铁磁体无法产生纵向自旋流的传统认知，通过磁点群对称性分析与密度泛函理论计算，证明多数PT-AFM可经自旋轨道耦合产生纵向自旋流，拓展了自旋输运研究范畴。
2025-10-05 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
Hysteresis in Two Dimensional Arrays of Magnetic Nanoparticles
我们进行计算机模拟，以探测作为偶极相互作用强度$h^{}_d$，温度$T$，纵横比$A^{}_r=L^{}_y/L^{}_x$，和所施加的交变磁场的方向的函数的磁性纳米粒子的二维（$L^{}_x\times L^{}_y$）组件的磁滞。在没有磁相互作用（$h^{}_d\approx0$）和热波动（$T=0$ K）的情况下，磁滞遵循Stoner和Wohlfarth模型，正如预期的那样。对于弱偶极相互作用和实质性的温度，磁滞具有超顺磁性行为的主导地位，与所施加的磁场的方向和$A^{}_r$无关。有趣的是，磁滞曲线具有$A^{}_r\leq6$的反铁磁相互作用优势和相当大的偶极相互作用强度（$h^{}_d>0.2)$，这是独立于所施加的磁场方向的所有特征。当沿系统的短轴（$x$ -方向）施加磁场时，观察到具有大$h^{}_d$的非磁滞直线。在沿样品的长轴（$y$方向）施加磁场的情况下，对于大的$h^{}_d$和$A^{}_r>6$，铁磁相互作用主导磁滞。无论$h^{}_d$和外加磁场的方向如何，对于$A^{}_r\leq6$和显著温度，矫顽场$μ^{}_oH^{}_c$和剩磁$M^{}_r$最小。发现当$A^{}_r$很大时，它们随$h^{}_d$增加。值得注意的是，作为这些参数的函数的磁滞回线面积$E^{}_H$的变化是相同的矫顽场的变化。我们相信，在这项工作中提出的概念是相关的各种技…
2021-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Polarization-controlled volatile ferroelectric and capacitive switching in Sn$_2$P$_2$S$_6$
在硬件层面支持神经形态计算的智能电子电路需要具有忆阻、忆容和神经形态类功能特性的材料;简而言之，电子响应必须取决于电压历史，从而实现学习算法。在这里，我们证明了挥发性铁电开关的Sn $_2$ P $_2$ S $_6$在室温下，并看到初始极化方向强烈地决定了极化开关的属性。特别地，极化切换滞后强烈地由原始极化状态压印，将非线性区域向零偏置移位。作为一个必然结果，极化切换也实现了有效的电容切换，接近受欢迎的忆电容机制。Landau-Ginzburg-Devonshire模拟表明，极化可以控制磁滞回线的形状的一种机制是存在带电畴壁装饰的复极化核的外围。这些墙反对的增长的开关域，有利于回开关，从而创造了一个可控的挥发性铁电开关的情况。虽然测量是用单晶进行的，但可以通过定制样品厚度、畴壁迁移率和电场来调谐预期的易失性极化切换，从而为智能电子电路的非线性介电特性铺平道路。
2022-08-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Atomic-scale inversion of spin polarization at an organic-antiferromagnetic interface
利用第一性原理计算，我们表明，二维反铁磁过渡金属表面的磁性修改的原子尺度上的小有机分子的吸附。我们考虑苯（C6 H6）、环辛四烯（C8 H8）和小的过渡金属-苯络合物（BzV）吸附在沉积在W（110）表面上的单个Mn原子层上--该表面在相邻的Mn行中表现出几乎反铁磁的磁矩排列。由于分子pz轨道与Mn单层的d态的自旋相关杂化，Mn膜中的磁矩显著降低。此外，在这个有机反铁磁界面的自旋极化被发现调制在原子尺度上，增强和反转，作为一个结果的分子吸附。我们表明，这种效果可以解决自旋极化扫描隧道显微镜（SP-STM）。我们模拟的SP-STM图像显示了吸附分子上方的空间依赖性自旋分辨真空电荷密度-即，分子上方的不同区域维持不同的自旋极化符号。虽然与s和p对称性的状态占主导地位的费米能附近的真空电荷密度的清洁磁表面，我们表明，分子被吸附后，这些d-状态，这通常是由于其对称性抑制，可以发挥至关重要的作用，在真空中，由于它们与分子轨道的相互作用。我们还模拟了Mn/W（110）的自旋螺旋基态引起的磁矩的轻微倾斜引起的与完美反铁磁有序的微小偏离的影响。
2013-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Magnetically switchable spin wave retarder with $90^\circ$ antiferromagnetic domain wall
极化是自旋波的一个固有自由度，它表示自旋波相对于背景磁化的进动方向。利用磁织构控制自旋波的极化是可重编程极化磁子学的基础和不可缺少的。在这里，我们表明，由于固有的立方各向异性，一个$90^\circ$反铁磁畴壁自然作为自旋波延迟器（波片）。此外，对于$90^\circ$畴壁对通过在均匀反铁磁线中引入第二畴而形成，可以通过简单地切换中间畴的方向来翻转阻滞效应的符号。
2021-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cluster magnetic octupole induced out-of-plane spin polarization in antiperovskite antiferromagnet
面外自旋极化σ z由于在高密度、低功耗自旋电子学器件中的应用前景，近年来引起了人们的广泛关注。非共线反铁磁体（AFM）具有独特的120°三角形自旋组态，具有σ z。然而，非共线AFM中σ z的物理来源尚不清楚，利用相应的σ z实现垂直磁性层的无外磁场开关还未见报道。在这里，我们使用反钙钛矿原子力显微镜Mn3SnN中的团簇磁性八极来证明σ_z的产生。当电流流过团簇磁八极时，由载流子自旋的进动引起的σ_z也依赖于与所施加的电流相结合的团簇磁八极的方向。借助于σ z，在不外加磁场的情况下，实现了相邻垂直铁磁体的电流感生自旋轨道矩（SOT）开关。我们的发现为利用非共线AFM自旋结构产生面外自旋极化提供了一个新的视角，并为实现超快高密度应用提供了一条潜在的途径。
2021-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Electric polarization induced by phase separation in magnetically ordered and paramagnetic states of RMn2O5 (R=Gd, Bi)
在5 ~ 330 K的宽温度区间内，用$R = Gd$和$Bi$对RMn $_2$ O $_5$多铁性材料进行了电极化的强度测定，发现了其电滞回线和回复极化曲线.直到最近，在RMn $_2$ O $_5$中仅在低温（$T\leq T_C = 30$ - 35 K）下观察到具有交换-伸缩磁性性质的长程铁电有序。我们认为，我们观察到的极化是由冻结的超顺电态，这是由相分离和电荷载流子自组织产生的限制极性域形成的。在足够高的温度下，$T\gg T_C$冻结的超顺电态被破坏，并出现常规的超顺电态。当受限极性畴重取向的势垒变得等于巡游电子的动能（泄漏）时，就会发生这种情况。通过所谓的PUND方法测量磁滞回线，该方法允许我们从测量的极化中正确地减去电导率的贡献。揭示了相分离畴的性质与极化之间的相关性。高温极化也具有磁性，并由磁场控制，因为在RMn $_2$ O $_5$中具有不同价态的Mn离子对（Mn $^{3+}$和Mn $^{4+}$）之间的双交换是导致相分离的基本相互作用。
2016-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric Antiferromagnetic Lifting of Spin-Valley Degeneracy
本文提出在TP破缺的层状铁电反铁磁体中实现自发自旋-谷极化，结合交变磁体与TP对称反铁磁体的优势，并通过层间滑动实现可调的自旋-谷输运效应。
2025-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Role of hidden spin polarization in non-reciprocal transport of antiferromagnets
在中心对称的单晶中发现了隐自旋极化，起源于局部对称性破缺的空间分布的自旋极化为未来的自旋电子学提供了一个扩展的材料库。然而，这种奇异效应的测量仅限于微妙的空间和动量分辨技术，不幸的是阻碍了它们的应用。在这里，我们从理论上预测的宏观非互易运输诱导HSP耦合时，另一个空间分布的量，如交错的局部时刻在PT对称的反铁磁体。通过使用四带模型哈密顿量，我们证明了HSP在确定相对于相反动量的非对称带中起着至关重要的作用。这种能带不对称性导致非互易非线性电导率，通过第一性原理计算以四重CuMnAs为例。我们进一步提供了大的非线性电导率的材料设计原则，包括二维性质，费米能级附近的多个带交叉，和对称性保护HSP。我们的工作不仅揭示了HSP的直接自旋电子学应用（如Néel阶检测），而且还揭示了其他“隐藏效应”的可观测性，如隐藏的光学偏振和隐藏的Berry曲率。
2022-11-29 cond-mat.mtrl-sci
All-magnonic Stern-Gerlach effect in antiferromagnets
Stern-Gerlach（SG）效应是众所周知的，因为磁场梯度使携带磁矩的原子束分裂，导致电子自旋的概念。反铁磁体可以容纳两个自旋极化方向相反的磁振子模，这与电子的自旋性质相当。本文提出了反铁磁子系统中存在全磁子SG效应，即线偏振的自旋波束被直的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskii-Moriya interaction，Dzyaloshinski-Moriya interaction）界面偏转成两个沿两个离散方向传播的相反偏振的自旋波束.此外，我们观察到反铁磁自旋波的双聚焦弯曲的界面，这也可以空间分离的热磁振子与相反的极化。我们的研究结果为理解反铁磁振子自旋的丰富现象提供了一个独特的视角，并将有助于反铁磁自旋电子器件的极化相关应用。
2022-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of unconventional spin polarization induced spin orbit torque in L1$_2$-ordered antiferromagnetic Mn$_3$Pt thin films
非共线反铁磁体由于具有非平凡的自旋拓扑结构而表现出更丰富的磁输运性质，这使得我们能够利用手性更自由地操纵电荷-自旋转换。在这项工作中，我们探讨了非常规的自旋轨道扭矩的L1 $_2$有序锰$_3$铂与三角形自旋结构。我们观察到（001）取向的L1 $_2$ Mn $_3$ Pt沿$\mathbf{x}$方向的非常规自旋轨道矩，并发现它具有相对于晶向的独特符号反转行为。L1 $_2$ -有序Mn $_3$ Pt的这种非常规自旋轨道扭矩的产生可以解释为源于磁自旋霍尔效应。这一结果有助于阐明非共线反铁磁体的自旋拓扑非平凡结构与电荷自旋转换之间的关系。
2021-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetic Domain Wall as Spin Wave Polarizer and Retarder
作为磁性材料中磁序的集体准粒子激发，自旋波或磁振子在量子化时可以在导电和绝缘材料中传播。像操纵它的光学对应物一样，操纵自旋波偏振的能力不仅是重要的，而且是磁振子学的基础。在单一磁晶格下，铁磁体只能容纳右旋圆极化的自旋波模，这就没有极化操控的自由。相反，具有两个相反磁子晶格的反铁磁体具有左和右圆极化，以及所有的线性和椭圆极化。在这里，我们从理论上证明并通过微磁模拟证实，在存在Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的情况下，反铁磁畴壁自然地充当自旋波偏振器或自旋波延迟器（波板）。我们的研究结果提供了非常简单而灵活的路线，通过利用自旋波的极化自由度的磁振子信息处理。
2017-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Field-induced spin polarization in lightly Cr-substituted layered antiferromagnet NiPS3
本研究针对层状反铁磁MPX3中难以实现长程铁磁有序的问题，探究了Cr取代NiPS3的磁性质，发现9%Cr掺杂可诱导场致自旋极化，为在反铁磁MPX3中实现铁磁相提供了新策略。
2024-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
