非常规反铁磁体,是一类兼具铁磁体和反铁磁体优点的新型磁体。
它既拥有铁磁体可读写的性质,也具备反铁磁体的超快动力学特性,而且信息密度也大于铁磁体。
试想一下,如果未来的磁存储器件能够基于这种新型磁体来开发,就能避免如今铁磁体和反铁磁体在应用时存在的不同缺陷,从而推动相关领域的技术革新。
据了解,目前该领域的科学家们已经对这些新型磁体进行了大量理论研究。
非常规反铁磁体即使不存在自旋轨道耦合,也会出现由长程磁序引起的新型自旋劈裂。
如果能够证实上述理论预测,领域内的研究人员就可选择轻元素材料来实现定向自旋流、反常霍尔效应、磁振子手性劈裂等物理现象,从而大大拓宽反铁磁自旋电子学的研究范围。
此前,人们在其中一种磁体上找到了输运实验的证据,支持非常规反铁磁体的存在。
但是,一直以来,都缺乏由这些非常规反铁磁体引起的自旋分裂的直接谱学证明。
近期,来自南方科技大学和中国科学院上海微系统与信息技术研究所等的研究人员,采用自旋分辨和角度分辨的光电子能谱测量和理论分析,证明了在非共面反铁磁体二碲化锰(MnTe2)上,存在由非常规反铁磁性引起的自旋劈裂效应。
他们基于先进的 SARPES(Spin- and Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy,一种用于研究材料表面的电子结构和自旋性质的技术)设备观察到,MnTe2 中自旋劈裂能带上的自旋面内分量,不管是在水平还是垂直的高对称平面上,都呈现反对称的形式。
自旋纹理在三维布里渊区中形成的格子图案,与该课题组的计算结果一致。
进一步地,他们也发现这种源于内在反铁磁序的非常规自旋模式,在高温顺磁状态下会大大减弱。
图丨自旋劈裂效应的不同原型和 MnTe2 的密度泛函理论计算结果(