van der Waals 手性反亚磁体全电气自切换
介观与纳米尺度物理
2025-10-22 v1 材料科学
摘要
反亚磁体因其微弱的 stray field 和超快磁动力学，备受关注，具有高密度和超快 spintronic 应用的前景。它们作为自旋源和信息载体的双重功能，可能实现反亚磁磁序的全电气自诱导切换，为超紧凑型 spintronic 器件提供了巨大潜力。然而，相关进展仍存困境。本文报道在掺杂于过渡金属硫化物的 van der Waals (vdW) 磁性材料 CoTa3S6 中，实现了在无外部磁场条件下由电流引发的手性反亚磁磁序的确定性切换。该系统表现出钴原子磁矩晶格与金属层中可移动电子之间的强相互作用，通过温度依赖的角分辨光电子能谱、扫描隧道光谱和拓扑 Nernst 效应测量得以证明。值得注意的是，可移动-局域相互作用导致电流诱导的手性自旋轨道扭矩以及鲁德曼-基特尔-卡苏亚-约瑟夫 (RKKY) 交换扭矩与局域磁矩相互作用，从而促进了 CoTa3S6 薄片中手性磁序的全电气切换。我们的工作为通过精细工程磁矩与可移动电子之间的相互作用，操控反亚磁磁序开辟了一条可前景之路。
引用
@article{arxiv.2510.18272,
title = {All-Electrical Self-Switching of van der Waals Chiral Antiferromagnet},
author = {Junlin Xiong and Jiawei Jiang and Yanwei Cui and Han Gao and Ji Zhou and Zijia Liu and KuiKui Zhang and Shaobo Cheng and Kehui Wu and Sang-Wook Cheong and Kai Chang and Zhongkai Liu and Hongxin Yang and Shi-Jun Liang and Bin Cheng and Feng Miao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.18272},
year = {2025}
}