面向自旋轨道耦合物质中量子态的电流调控

新材料往往展现出令人惊讶甚至革命性的物理性质，是技术取得关键进展所必需的。通过微小电流同时调控结构与物理性质，在基础研究和应用技术上都具有重要意义。近期研究表明，在磁性莫特绝缘体中，强自旋轨道相互作用与扭曲晶体结构的结合，足以实现这一长期追求的目标。在本专题综述中，我们重点介绍此类材料的潜在性质，并以两个代表性的反铁磁性莫特绝缘体——基于4d电子的Ca2RuO4和基于5d电子的Sr2IrO4——作为模型体系。本质上，施加的微小电流与晶格相互作用，显著减小结构畸变，进而抑制反铁磁与绝缘态，并随之产生新的涌现态。尽管不同材料中的细节可能有所差异，但这些现象的核心在于电流减小的晶格畸变，其通过自旋轨道相互作用决定物理性质。电流与磁场、电场、压力、光等一同成为一种新的外激励，为材料研究提供了崭新的关键维度，同时也提出了一系列引人入胜的问题，或将成为推动我们理解自旋轨道耦合物质的动力。本专题综述提供简要介绍、若干具启发性的示例以及一些总体评述，绝非对该课题当前研究状态的详尽报告。