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应变诱导的非相对论性反磁性自旋分裂效应

材料科学 2025-07-17 v4 计算物理

摘要

最近的研究表明,通过非相对论性反磁性自旋分裂效应(ASSE)产生的 T\mathcal{T} 奇异自旋电流在自旋电子学应用中具有巨大的潜力,已获得计算和实验验证。针对导电反磁性材料的稀缺性,本文提出应变工程作为一种可靠的方法来诱导反磁性。本文聚焦于掺矿结构 OsO2\mathrm{OsO}_2,第一性原理计算显示,微小的等向拉伸应变(Ets\mathcal{E}_{\mathrm{ts}}=3%)即可实现非磁性向反磁性的相变,实现 ASSE 驱动的自旋-电荷转换比率(θAS\theta_{\text{AS}})约为 7%——远高于常规自旋格林角(θIS\theta_{\text{IS}})。计算结果表明,即使在不存在自旋轨道耦合的情况下,θAS\theta_{\text{AS}} 仍可保持在较大水平,其大小与非相对论性自旋分裂幅度正相关,这进一步确认了应变诱导的 ASSE 的非相对论性本质。进一步的研究表明,RuO2\mathrm{RuO}_2 也 exhibits 类似现象,这或有助于解决近期关于其磁性属性的争议。我们的研究为开发下一代反磁性自旋电子器件开辟了新的简单路径。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.17916,
  title  = {Strain-induced nonrelativistic altermagnetic spin splitting effect},
  author = {Wancheng Zhang and Mingkun Zheng and Yong Liu and Zhenhua Zhang and Rui Xiong and Zhihong Lu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.17916},
  year   = {2025}
}