无自旋轨道耦合的拓扑磁光 Kerr 效应：来自自旋补偿反磁性材料
光学
2026-04-13 v2 强关联电子
摘要
磁光 Kerr 效应（MOKE），即对相反方向圆偏振光的差别反射，传统上与相对论性自旋轨道耦合（SOC）相关联，而后者将粒子自旋与其轨道运动相联系。在铁磁体中，较大的 MOKE 信号源于磁化和 SOC 的组合；而在某些共平面反磁性材料中，尽管没有净磁化，SOC 引起的 Berry 曲率仍可实现 MOKE。理论上，较大的 MOKE 也可在更广泛的磁性材料类中产生，无需依赖 SOC——例如在表现出实际空间标量自旋手性的系统中。然而，实验验证一直未能实现。本文展示了在非共平面反磁性体 Co1/3TaS2 中实现该 SOC 和磁化均无关的 MOKE。我们使用萨格纳干涉显微镜成像标量自旋手性的域以及其反转。我们的发现在实验上建立了产生大型 MOKE 信号的新机制，并将补偿磁性材料中的奇异自旋纹理定位为超快速、免受 stray field 影响的光旋子材料应用平台。
关键词
引用
@article{arxiv.2507.09493,
title = {Topological Magneto-optical Kerr Effect without Spin-orbit Coupling in Spin-compensated Antiferromagnet},
author = {Camron Farhang and Weihang Lu and Kai Du and Yunpeng Gao and Junjie Yang and Sang-Wook Cheong and Jing Xia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.09493},
year = {2026}
}