基于螺旋隧穿的二维 d 波 altermagnet 原子尺度自旋感知
介观与纳米尺度物理
2026-01-01 v1 材料科学
强关联电子
摘要
altermagnetism 同时具备非相对论性自旋响应和零净磁化，因而结合了ferromagnetism 和antiferromagnetism 的优势。这一优越性源于其独特的双重特征，即实际空间中的相反磁亚格点以及由同一晶体对称性强制的动量空间中交替自旋极化。因此，altermagnetic 订单及其独特自旋响应本质上需要在实际和动量空间中进行原子尺度的自旋分辨测量，这一实验里程碑迄今尚未实现。本文通过利用更高阶拓扑绝缘体的螺旋边(脊)模式作为自旋传感器，我们实现了能够确定层状 d 波 altermagnet KVSeO 双空间特征的自旋分辨扫描隧道显微镜。在实际空间中，原子注册映射显示出棋盘格antiferromagnetic 订单以及密度波晶格调制；在动量空间中，spin-resolved 光谱成像提供了对能带结构 d 波自旋分裂的直接可视化。关键的是，我们利用这种新的拓扑保证的自旋滤波器，直接揭示了由晶体对称性配对的 X 和 Y 谷周围相反磁亚格点同时产生的单向、自旋极化准粒子激发——d 波 altermagnetism 的独特自旋响应。我们的实验为层状材料中altermagnetism 的探索与应用以及进一步获取 2D 量子材料的原子尺度自旋感知和操控奠定了坚实的基础。
引用
@article{arxiv.2512.23290,
title = {Atomic-scale spin sensing of a 2D $d$-wave altermagnet via helical tunneling},
author = {Zhuying Wang and Shuikang Yu and Xingkai Cheng and Xiaoyu Xiao and Wanru Ma and Feixiong Quan and Hongxi Song and Kunming Zhang and Yunmei Zhang and Yitian Ma and Wenhao Liu and Priti Yadav and Xiangbiao Shi and Zhijun Wang and Qian Niu and Yang Gao and Bin Xiang and Junwei Liu and Zhenyu Wang and Xianhui Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.23290},
year = {2026}
}
备注
21 pages and 5 figures. Extended data figures and Supplementary notes are available from the corresponding author upon request. Comments are welcome