用于 Néel 矢量检测的非线性反常 Hall 效应
材料科学
2020-02-18 v3 介观与纳米尺度物理
摘要
反铁磁（AFM）自旋电子学利用 Néel 矢量作为新型自旋电子器件的态变量。近期研究表明，场类与反阻尼自旋轨道转矩（SOT）可用于在具有适当对称性的反铁磁体中切换 Néel 矢量。然而，Néel 矢量的精确检测仍是一个挑战性问题。在本快报中，我们预言非线性反常 Hall 效应（AHE）可用于在多数支持反阻尼 SOT 的补偿反铁磁体中检测 Néel 矢量。我们表明这些反铁磁体的磁晶体群对称性与自旋轨道耦合共同产生可观的 Berry 曲率偶极矩，从而引出非线性 AHE。作为一个具体例子，我们考虑半 Heusler 合金 CuMnSb，其 Néel 矢量可由反阻尼 SOT 切换。基于密度泛函理论计算，我们表明 CuMnSb 中的非线性 AHE 在常规实验条件下导致可测量的 Hall 电压。Berry 曲率偶极矩对 Néel 矢量取向的强烈依赖提供了一种基于非线性 AHE 的 Néel 矢量新检测方案。我们的预言丰富了研究关联 Berry 曲率的 nontrivial 现象的材料平台，并拓宽了可用于 AFM 自旋电子学的材料范围。
引用
@article{arxiv.1907.10696,
title = {Nonlinear anomalous Hall effect for N\'eel vector detection},
author = {Ding-Fu Shao and Shu-Hui Zhang and Gautam Gurung and Wen Yang and Evgeny Y. Tsymbal},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.10696},
year = {2020}
}