非共线反铁磁赤铁矿中对称性驱动的巨型磁光克尔效应
材料科学
2025-12-11 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
非共线反铁磁体因其揭示引人入胜的物理现象和自旋电子学应用前景而备受关注。与传统反铁磁体不同，非共线反铁磁体同时破缺 PT 和 Tt 对称性，并表现出净磁化为零的自旋劈裂能带结构。为了量化不含传导电子的绝缘性非共线反铁磁体，我们提出使用磁光克尔效应（MOKE）来识别非共线反铁磁特征。特别是，我们不仅展示了巨大的 MOKE 响应，还展示了其与室温下非共线反铁磁赤铁矿 α-Fe₂O₃ 中 Néel 矢量取向的联系。具体而言，当 Néel 矢量沿 [1-100] 轴时，在 (11-20) 平面中我们发现了一个由磁空间群 C2'/c' 允许的巨大极向克尔旋转角 93.4 mdeg。当 Néel 矢量沿 [11-20] 轴时，在 (0001) 平面中我们发现了一个由磁空间群 C2/c 允许的纵向克尔角 9.6 mdeg。此外，我们表明这些显著的 MOKE 效应直接实现了非共线反铁磁畴的光学成像，以及其可逆畴壁（DW）运动。我们的研究不仅表明 MOKE 可用于识别非共线反铁磁候选材料，还标志着探索非共线反铁磁光学和 DW 自旋电子学的可行性，这有望大幅拓展当前非共线反铁磁性的研究范式。
引用
@article{arxiv.2512.09451,
title = {Symmetry-driven giant magneto-optical Kerr effects in altermagnet hematite},
author = {Jiaxin Luo and Xiaodong Zhou and Jinxuan Liang and Ledong Wang and Qiuyun Zhou and Yong Jiang and Wenhong Wang and Yugui Yao and Luyi Yang and Wanjun Jiang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.09451},
year = {2025}
}