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朱增伟教授团队在非共线反铁磁手性磁畴壁行为上取得重要进展

发布日期:2019-07-09    作者:     来源:     点击:

(通讯员胡浩)7月9日,《自然·通讯》(自然通讯)公布了华中科技大学皇家赌场游戏朱增伟教授团队关于非共线行为的研究成果反铁磁手性磁畴壁。该论文的标题是“Mn3Sn的手性畴壁及其记忆”。我们学校是论文的第一个单元。皇家赌场游戏的朱增伟教授和高端外国专家Kamran Behnia教授是该论文的作者。小康是论文的第一作者,17年级博士生徐良才和中心左华坤工程师参与了相关工作。

反铁磁系统是一种具有重要研究意义的材料,在基础研究中具有重要的应用价值。近年来,它是电子自旋器件的重要研究对象。国际顶级杂志《自然·物理》(自然物理学)和[0x9A8B(现代物理学评论)2018年,对草案的特刊进行了审查,以报告反铁磁电子自旋装置的研究和前景。反铁磁材料具有许多优异的性质,例如异常霍尔效应(AHE),异常能斯特效应(ANE)和一些反铁磁性材料中的异常核,这些材料比铁磁系统更大或相当。 - 勒杜克效应(ARLE)。其中,Mn3Sn是室温Kagome非共线反铁磁材料,反铁磁转变温度高达420K,可作为室温电子自旋装置的一个很好的研究平台。

朱增伟教授的团队敏锐地意识到2015年Mn3Sn反铁磁系统研究的重要性,并开始在该系统的研究中扎根。目前,它取得了一系列成果,成为该系统运输实验的三大研究。其中一个研究小组也是最年轻的研究小组。该团队于2017年首次报道了非共线反铁磁性(PRL,2017,119.056601)中的Nernst和Rigi-Leduc异常效应,引起了国际上的广泛关注,随后是2018年APS 3月会议的邀请报告。在2018年,他们首先报道了非共线反铁磁材料中的拓扑霍尔效应,并提出了贝瑞曲率可以在磁矩方向上旋转的理论(SciPost Physics 5(6),063)。最近,他们提出了一种新的Weidmann-Franz违法机制(arXiv: 1812.04339)。该研究也是该系统的研究成果之一。

在这项研究中,朱增伟的团队利用脉冲磁场实验装置的电输运平台研究了Mn3Sn的横向电磁输运特性和横向磁化特性,并发现了三种新的物理效应,即:一种新机制平面大厅和刨床能斯特效应,横向磁化和手征磁畴反转记忆效应。在垂直于磁场和电流的方向上观察到传统的霍尔效应,但是平面霍尔效应打破了这种固定的思维。发现当外部磁场用于调节晶体的内部磁畴反转时,在畴壁的精细结构中可能存在垂直于外部磁场方向的自旋磁矩的状态。这些垂直自旋磁矩可以是在晶体内部产生高达50特斯拉的虚拟内部场,因此即使在与磁场平行的方向上,也可以观察到平面异常霍尔效应,如图1所示。同时,传统的磁化测量方向与磁场平行。该团队巧妙地使用二维电子气(2DEG)霍尔检测芯片粘附在样品表面,并通过角落,它非常垂直于外部磁场。横向磁化效应大,如图2所示。

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为了更深入地了解这些新发现的现象,该团队提出了Mn3Sn的自旋晶格结构,见图3.从单畴的单畴过程到由磁场引起的反向磁场,四个翻转过程可以根据不同磁畴的自旋结构,通过顺时针上(下)和逆时针(下)翻转来解释。解释所有实验结果。在对该理论进行分析的基础上,成功预测并实验观察了一种新的记忆效应(图4),即样本经历的前驱磁场记忆,可以切换平面霍尔效应的正负号。和横向磁化信号。预期切换将用于存储器设备。

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朱增伟教授目前是我校皇家赌场游戏凝聚态输运小组组长。目前,该团队已经掌握了高质量单晶生长、强磁场物理和低温物理极端条件下的物理输运测量。热电、热输运测量等技术优势在强场物理研究和反铁磁输运系统研究领域取得了一系列重要成果,包括[0X9A8B](物理评论函)(2015;2017),[0X9A8B](2017)。[0x9A8b)(物理评论X)(2019年),在美国物理学会(2017年;2018年)3月的多次会议上,研究水平达到国际最高水平,并在国际上得到广泛认可。其中,团队成员李晓康在华中师范大学物理基地生下了孩子。在研究生学习期间,他努力工作,具有很强的科研能力。2017年,他在PRL上发表了mn3sn的水平热导率研究。

该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发项目、中央大学基础研究业务费和我校高端外部项目的支持。

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-019-10815-8