中心对称反铁磁体中的非线性奈尔自旋轨道力矩
材料科学
2025-06-13 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
奈尔矢量的电场控制是反铁磁（AFM）自旋电子学的核心任务。此前的主要方案依赖于线性奈尔力矩，但该方案仅适用于具有反演对称性破缺的AFM。本研究提出了一种非线性奈尔自旋轨道力矩，可独特地实现对广泛中心对称AFM的电场控制，而现有方案在此类体系中失效。重要的是，其内禀分量植根于子晶格分辨的能带量子几何，具有两个额外优势：它在线性力矩被禁止的PT对称AFM绝缘体中同样有效；并且具有抗阻尼特性，在驱动磁动力学时更为高效。结合第一性原理计算，我们在MnRh和MnBi₂Te₄中预测了显著效应，可在实验中直接观测。本研究揭示了一种新的基本效应，为AFM体系中的电场控制提供了超越现有范式的新策略，并开启了非线性AFM自旋电子学领域的大门。
引用
@article{arxiv.2506.10333,
title = {Nonlinear N\'eel Spin-Orbit Torque in Centrosymmetric Antiferromagnets},
author = {Jin Cao and Weikang Wu and Huiying Liu and Shen Lai and Cong Xiao and X. C. Xie and Shengyuan A. Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.10333},
year = {2025}
}
备注
6 pages, 4 figures and 1 table