Bulk Collinear Antiferromagnets中的自旋轨道力矩:完整分类与诱导自旋动力学
材料科学
2025-12-12 v1 其他凝聚态物理
摘要
电场诱导的自旋轨道力矩是控制反磁性有序结构的关键机制。然而,反磁性材料中的自旋轨道力矩及其诱导的自旋动力学仍然鲜有探索。本文基于磁点群,实现了Bulk Collinear反磁性体系中SOT的完整分类。根据连接相对自旋子母面的对称性,SOT被划分为六种不同类型。其中,研究了三个具有代表性的反磁性体系中SOT及其诱导的Néel矢量动力学,这些体系中自旋子母面分别通过分数平移、空间反演以及既不通过平移也不通过反演对称性连接。SOT通过基于库伯线性响应理论的第一性原理计算得到,然后通过洛伦兹-惠利斯方程模拟其诱导的自旋动力学。在典型的PT对称反磁性体系和反演对称性破缺的altermagnet中,仿真结果表明,场似力矩可驱动Néel矢量的确定性切换。此外,还可实现将多个反磁性域通过给定的Néel矢量方向写入单个域状态,并实现180度的确定性切换。本工作为利用电流控制反磁性有序在Collinear反磁性体系中提供了参考。特别是对于反演对称性破缺的altermagnet,电场写入和读取Néel矢量对于反磁性存储器应用具有高度的期望价值。
引用
@article{arxiv.2512.10356,
title = {Spin-orbit torques in bulk collinear antiferromagnets:complete classifications and the induced spin dynamics},
author = {Yizhuo Song and Jianting Dong and Jiahao Shentu and Jia Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.10356},
year = {2025}
}
备注
24 pages, 6 figures,