通过Kagome反铁磁体中的各向异性应变赋予电可切换的标量自旋手性
材料科学
2025-12-02 v2 介观与纳米尺度物理
强关联电子
摘要
拓扑手性反铁磁体，如Mn₃Sn，因其与奇异磁构型相关的本征传输特性，正作为下一代自旋电子器件的有前景材料出现。在此，我们证明了Mn₃Sn薄膜中的各向异性应变为操控磁基态提供了一种新方法，从而在该材料中解锁了新功能。各向异性应变将锰（Mn）Kagome三角形的点群对称性从C₃v降低到C₁，显著改变了Mn₃Sn中磁态的能量景观。这种对称性降低使得即使微小的面内Dzyaloshinskii-Moriya（DM）相互作用也能诱导Mn自旋偏离Kagome平面。修正后的磁基态引入了有限的标量自旋手性，并在动量空间中产生了显著的贝里相位。因此，在室温下Kagome平面中出现了巨大的反常霍尔效应——这一效应在体材料中是不存在的。此外，这种二重简并磁态使得创建多重稳定的、非易失性反常霍尔电阻（AHR）记忆态成为可能。这些状态对磁场稳定，并可通过热辅助电流诱导磁化翻转来控制，所需电流密度 modest 且偏置磁场较小，从而为Mn₃Sn在自旋电子应用方面提供了引人注目的新功能。
引用
@article{arxiv.2411.01824,
title = {Imprinting electrically switchable scalar spin chirality by anisotropic strain in a Kagome antiferromagnet},
author = {Debjoty Paul and Shivesh Yadav and Shikhar Gupta and Bikash Patra and Nilesh Kulkarni and Debashis Mondal and Kaushal Gavankar and Sourav K. Sahu and Biswarup Satpati and Bahadur Singh and Owen Benton and Shouvik Chatterjee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.01824},
year = {2025}
}
备注
14 pages, 5 figures