黄铁矿的新自旋方向是未来自旋电子学令人鼓舞的迹象

众多的形象

殷岳峰博士(莫纳什大学)

  • 首次从理论上证明了面内和面外自旋
  • 发现了高度依赖能量和方向的行为
  • 表面态和体态之间的相互作用在表面自旋织构中起着关键作用

莫纳什大学的一项研究揭示了黄铁矿中新的自旋纹理,可以释放这些材料在未来自旋电子学设备中的潜力。

黄铁矿类材料的研究为拓扑自旋电子学器件的选择性自旋控制提供了新的思路和机会。

在拓扑材料中寻找新的自旋雷竞技苹果版

雷竞技苹果版拓扑材料在下一代超低能量电子设备中具有令人兴奋的潜力,包括热电和自旋电子设备。

然而,在自旋电子学中使用这种材料的限制是,迄今为止所研究的所有拓扑材料都存在自旋态雷竞技苹果版平行到材料的平面,而许多/大多数/所有实用的自旋电子器件将需要平面外自旋状态。

在不施加外部电场或磁场的情况下产生和操纵平面外自旋一直是自旋电子学的关键挑战。

莫纳什大学工程学院的这项新研究首次证明,黄铁矿型晶体可以在表面上承载非常规的能量和方向依赖的自旋纹理,具有平面内和平面外的自旋成分,与传统拓扑材料中的自旋纹理形成鲜明对比。雷竞技苹果版

莫纳什工程计算材料实验室的第一作者尹岳峰博士解释说:“以前从理论上预测,许多黄铁矿类型的材料可以显示所需的计划外自旋纹理。”

黄铁矿(俗称“傻瓜金”)是一种硫化铁矿物,显示多个内部电子对称平面。

“强局部对称性的存在保护了计划外自旋态,”岳峰解释说,“所以我们决定仔细观察其中一些晶体。”

黄铁矿的形象

黄铁矿的晶体结构2/ OsTe2

发现的非常规自旋织构为未来拓扑自旋电子器件注入或检测平面外自旋分量的必要任务提供了新的可能性。

这项研究

拓扑黄铁矿型OsX中表面自旋电流的选择性控制2(X = Se, Te)晶体发表于NPJ量子材料2019年8月(DOI 10.1038/s41535-019-0186-8)。

通过第一性原理计算,莫纳什大学的研究小组通过表面自旋态与大量材料中的自旋态的相互作用来分离表面自旋态,从而产生高度各向异性但可调谐的行为。

还有来自澳大利亚研究理事会(卓越中心和ARC获奖者资助)作者感谢来自莫纳什大学校园集群NCI计算设备而且Pawsey超级计算机设施

对称和拓扑材料之间的联系雷竞技苹果版

雷竞技苹果版强局部对称性的存在为自旋态提供了拓扑鲁棒性,因此对称性是拓扑行为的一个强有力的预测器,因此研究黄铁矿晶体中的这些现象应该为发现许多其他新的拓扑材料提供线索。雷竞技苹果版

拓扑绝缘体是一种新型材料,在其内部表现为电绝缘体,但可以沿其边缘携带电流。与传统的电路径不同,这种拓扑边缘路径可以携带能量耗散接近零的电流,这意味着拓扑晶体管可以在不消耗能量的情况下切换。

雷竞技苹果版拓扑材料的研究FLEET的研究主题,寻求超低电阻电子路径,以创造新一代超低能量电子产品。

FLEET是澳大利亚研究委员会资助的研究中心,汇集了100多名澳大利亚和国际专家,开发新一代超低能耗电子产品。

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