堆叠四方晶系交变磁双层中层介导的自旋与谷物理调控
材料科学
2026-04-23 v1
摘要
作为一种新兴的磁相，交变磁体（AMs）在实空间中具有共线补偿磁性，在能带结构中具有交替自旋分裂，引起了广泛关注。本文基于第一性原理计算，证明了在由两个四方晶系交变磁单层组成的AM双层中，层堆叠对自旋和谷自由度（DOFs）施加了对称性约束，从而能够通过层间滑移以及外部电场来调控这些自由度。利用几个代表性的AM双层，我们揭示了[C2||P]和[C2||Mz]对称性内在地强制自旋简并，而自旋与层自由度之间的耦合建立了一个实现电场控制自旋态的通用框架。适当的层间滑移打破了AM双层的[C2||Md]对称性，从而产生自发的谷分裂，并驱动其向完全补偿的亚铁磁态转变。此外，由于层间滑移引起的可调谷分裂，AM双层可以实现增强的隧穿磁电阻（TMR）。这项工作突出了自旋、谷和层自由度之间的内在关联，为基于层的自旋电子学和谷电子学器件提供了基于对称性的设计原则。
引用
@article{arxiv.2604.20162,
title = {Layer-mediated tuning of spin and valley physics in stacked tetragonal altermagnetic bilayers},
author = {Jianke Tian and Xiaowen Zhou and Gui-Bin Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.20162},
year = {2026}
}
备注
19 pages, 6figures