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反亚电性阿尔特曼磁体:反亚电性改变磁性

材料科学 2025-03-18 v3 介观与纳米尺度物理

摘要

磁电耦合对于揭示基础现象和发展高密度数据存储和高效能器件中的技术至关重要。亚尔特曼磁体的出现统一了铁磁体和反磁体的优势,为磁电耦合提供了前所未有的机会。然而,电气调控亚尔特曼磁体仍是突破性的挑战。本文展示了如何通过使用反亚电性和铁电性来调制亚尔特曼磁体中的自旋分裂,采用一种通用、基于对称性的设计原则,支持有效模型。我们引入一种未探索的多铁电体类:反亚电性亚尔特曼磁体(AFEAM),其中反亚电性和亚尔特曼磁性共存于单一材料中。通过第一性原理计算,我们验证了在 established 的范德华力金属硫(硒)磷化物和钙钛矿氧化物中实现 AFEAM 的可行性。我们揭示了从二维单层到三维 Bulk 结构的 AFEAM 设计。惊人的是,即使是微弱的电场,也可以通过在反亚电性和铁电性状态之间切换来有效控制 AFEAM 中的自旋极化。我们的发现不仅丰富了对磁电耦合的理解,还为电气控制自旋电子器件和多铁电器件的开发指明了道路。

关键词

引用

@article{arxiv.2410.06071,
  title  = {Antiferroelectric Altermagnets: Antiferroelectricity Alters Magnets},
  author = {Xunkai Duan and Jiayong Zhang and Ziye Zhu and Yuntian Liu and Zhenyu Zhang and Igor Zutic and Tong Zhou},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.06071},
  year   = {2025}
}

备注

PRL Editors' Suggestion and Featured in Physics (https://physics.aps.org/articles/v18/58)