单层NiI2中自旋驱动多铁性和拓扑自旋纹理的微观证据
介观与纳米尺度物理
2026-04-09 v1 材料科学
摘要
在II型多铁性材料中，非共线自旋纹理预计会直接诱导电极化，从而产生强磁电耦合。在二维系统中实现这种自旋驱动的多铁性，并阐明局部自旋与电极化之间的相互作用，在基础和技术上都具有重要意义。这里，我们使用矢量自旋极化扫描隧道显微镜，在原子尺度上研究了单层NiI2中的自旋驱动多铁性。我们识别出一种自旋旋转平面完全确定的倾斜自旋螺旋态，并伴随有2Q电荷调制。在自旋螺旋畴壁处，我们发现了由磁子/反磁子对组成的拓扑自旋纹理。这些纹理与不同的电荷模式和显著的能带偏移相关，表明畴壁处铁电性的变化诱导了局部束缚电荷。我们的观测结果被一种包含Kitaev相互作用和II型多铁性广义自旋流模型的现实自旋模型很好地捕捉。这些发现为极端二维系统中的自旋驱动多铁性提供了微观证据，并为低耗散、电场控制的拓扑自旋纹理建立了平台。
引用
@article{arxiv.2604.06959,
title = {Microscopic evidence of spin-driven multiferroicity and topological spin textures in monolayer NiI2},
author = {Haitao Wang and Tianxing Jiang and Weiyi Pan and Xu Wang and Hongyu Wang and Junchao Tian and Lianchuang Li and Dongming Zhao and Qingle Zhang and Chenxi Wang and Ying Yang and Hongjun Xiang and Changsong Xu and Donglai Feng and Tong Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.06959},
year = {2026}
}
备注
26 pages, 20 figures, supplementary materials included