利用晶体对称性操控锑化铬中的交错磁体序参量
类 别:钛钒与新材料
地 区:市辖区
单位名称:石家庄科技大厦一楼西展厅
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发布时间:2026-04-17

常见的交错磁体(如 RuO2、Mn5Si3、MnTe 等)材料,要么具有极高的对称性,而且对称性不易被操控,要么对称性较低,不存在继续调控的空间,往往难以实现对交错磁体晶格维度的调控。因而研究团队聚焦于一种新型的交错磁体材料锑化铬(CrSb),它的突出特征是兼顾了极高的对称性和易操控的晶格特性。块体 CrSb 的奈尔矢量平行于高对称的晶轴,具有高对称的磁空间群,反常霍尔效应等磁电输运现象都被严格限制,因而序参量无法被读出,操控也存在巨大困难。但 CrSb 六方晶系特有的易形变、易操控的晶格特征又赋予了 CrSb 薄膜产生反常霍尔效应等现象的可能性。基于上述认识,该研究通过综合基片选择和生长条件控制等手段,生长出了高对称晶面(0001)面垂直于基片表面的 CrSb 薄膜,在保持奈尔矢量的易轴取向不变的条件下成功诱发了 CrSb 中不同类型的晶格畸变,从而实现了镜面对称性的破缺和磁空间群的转换。交错磁体序参量也随着磁空间群的转换而发生了重构,成功地在晶体对称性维度实现了对交错磁体的调控。这不仅意味着能够产生沿不同方向的反常霍尔矢量,而且能够改变两个磁性子晶格之间的磁相互作用的形式,产生不同取向的 Dzyaloshinskii-Moriya 矢量。该研究中,对于交错磁体的晶体对称性的调控超越了简单的“量变”积累,而实现了磁空间群转换的“质变”,不仅体现于对反常霍尔效应以及电学翻转模式的调控,还将为交错磁体的能带及其演生的自旋劈裂力矩等研究提供新的视角。