通过掺杂诱导的低能量磁态实现可电气化的金刚磁相转变：来自反磁性绝缘体 RFeO3 的研究
材料科学
2026-01-26 v1
摘要
低能量反磁性相转变为低功耗自旋电子器件提供了引人注目的平台，但在绝缘体反磁性体中实现直接电气化访问仍具有挑战性，尤其是在能量较小的场域内，此时尼尔向量的细微重新取向占主导地位。本文展示了，通过针对性的稀土元素站点工程，可以在绝缘体正异稀土掺杂物 Ho0.5Dy0.5FeO3 中实现可电气化的金刚磁相转变。通过结合 DyFeO3 和 HoFeO3 的不同自旋重新取向序列，Dy 的掺杂稳定了双重自旋重新取向路径，包含一个能量障碍降低的中间态。这种低能量反磁性态可在低磁场下调节为弱磁性态。临界场随温度升高而减小，为功能操作提供了有利窗口。纵向和横向自旋霍尔阻变通道均显示出金刚磁相转变的明确且可重复的特征。由于横向通道灵敏度的提升，解析到了额外的低场特征，这反映了尼尔向量在自旋积累方向上的投影。电气化输运测量与磁学确定的相边界直接相关，建立了对低能量相转变的纯电气化访问，旨在说明一种探索绝缘体氧化物反磁性体中低功耗自旋动力学的可行路径。
引用
@article{arxiv.2601.16501,
title = {Electrically Accessible Metamagnetic Transition via a Doping-Induced Low-Energy Magnetic State in Antiferromagnetic Insulator RFeO3},
author = {Wanting Yang and Haohuan Peng and Ziming Wang and Xiaoxuan Ma and Baojuan Kang and Chang Xue and Rongrong Jia and Jun-Yi Ge and Jinrong Cheng and Shixun Cao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.16501},
year = {2026}
}