反铁磁拓扑绝缘体 MnBi$_2$Te$_4$ 中的无损耗自旋轨道矩

我们阐述并量化了少数几层七重层厚度的本征反铁磁拓扑绝缘体 $\rm MnBi_2Te_4$ 中的自旋轨道矩（SOT），其呈现出显著的层分辨特征。与已知的电流诱导力矩不同，绝缘 $\rm MnBi_2Te_4$ 中的 SOT 由电场（或电压）驱动。我们进一步研究了 SOT 诱导的磁共振，在三重七层情形中识别出一种对微波不敏感但可被所预测 SOT 专属驱动的奇特交换模式。作为 SOT 的逆效应，拓扑电荷泵浦产生无焦耳热绝热电流，其与 SOT 同时发生，并为 $\rm MnBi_2Te_4$ 带来整体磁电抗，从而实现电功率到磁动力学的无损耗转换。