反磁性自旋轨道扭矩于反磁性量子自旋与异常霍尔绝缘体
介观与纳米尺度物理
2025-08-22 v2 材料科学
量子物理
摘要
磁性有序与拓扑电子之间的相互作用不仅导致新型拓扑相位的出现，也支撑了电磁控制磁性。本文将Kane-Mele模型推广至包含与共轨磁性 (AFM) 序的交换耦合，可描述过渡金属三硫化物。由于自旋轨道耦合和错位的本地势，系统可能在无净磁化时表现出量子霍尔效应和量子自旋霍尔效应。除了手性边缘态，这些拓扑相还支持错位的Edelstein效应，通过该效应，施加电场可在两个AFM子晶格上产生相反的非平衡自旋，从而实现Néel型自旋轨道扭矩 (NSOT)。与由导电电流驱动的已知NSOT不同的是，我们的NSOT源于纯亚迪特电流，无热功耗，而且是一种体积效应，由边缘电流携带。凭借NSOT，微波电场可以极高的效率驱动AFM动力学。相较于由磁场驱动的常规AFM共振，新机制可使共振�幅提高一个数量级以上，微波功率吸收率提高两个数量级以上。我们的发现揭示了一种惊人的机会，利用AFM拓扑相实现超高速磁力学。
引用
@article{arxiv.2410.21751,
title = {N\'eel Spin-Orbit Torque in Antiferromagnetic Quantum Spin and Anomalous Hall Insulators},
author = {Junyu Tang and Hantao Zhang and Ran Cheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.21751},
year = {2025}
}