拓扑绝缘体ZrTe5发现反常量子振荡:电子自旋输运或成新自由度
圣保罗大学联合Los Alamos国家实验室等在Nature Communications报道,三维拓扑绝缘体ZrTe5在温度驱动下出现反常量子振荡,强磁场电输运实验表明电子不仅输运电荷,还涉及自旋自由度。ZrTe5位于拓扑相边界附近,是研究该物理的理想平台。
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圣保罗大学联合Los Alamos国家实验室等在Nature Communications报道,三维拓扑绝缘体ZrTe5在温度驱动下出现反常量子振荡,强磁场电输运实验表明电子不仅输运电荷,还涉及自旋自由度。ZrTe5位于拓扑相边界附近,是研究该物理的理想平台。
莱斯大学Ming Yi团队联合明尼苏达大学、保罗谢勒研究所,利用自旋分辨角分辨光电子能谱在超薄二氧化钌薄膜中观测到与非常规磁性(交替磁)一致的自旋纹理,发现晶格应变是诱导磁性的关键条件,为自旋电子学与新型存储器设计提供了可调控的量子材料平台。研究发表于Science Advances。
一项发表于《自然·材料》的研究实现了对垂直交变磁序(altermagnetic order)的电学操控与探测:通过在交变磁体近邻耦合狄拉克半金属,利用其破坏时间反演对称性的特性完成磁序读取与翻转,为高密度、超快自旋电子学器件提供了全新材料平台。研究8月24日在线发表。
德国研究者通过DFT计算提出在氧化物超晶格中实现交错磁性与金属性共存的设计策略:单层SrCrO3受限於(SrCrO3)1/(SrTiO3)1(001)超晶格时因轨道有序与八面体转动共存产生350meV非相对论自旋劈裂;(SrCrO3)4/(LaCrO3)4超晶格借助界面极性不连续实现120meV金属d波交错磁,为自旋电子学提供新平台。
圣地亚哥德孔波斯特拉大学团队在 Angew. Chem. Int. Ed. 报道了一种无需掺杂剂制备半导体共价有机框架(COF)的简易方法:以三氧三角烯(trioxotriangulene)等持久自由基中性砌块替代传统电荷掺杂,在保留结晶性与孔结构的同时赋予导电性。新材料易于调谐,可望应用于电子学、自旋电子学与储能,为COF电子材料避开掺杂损伤开辟新路线。
莱斯大学Pengcheng Dai团队在《Physical Review X》发表研究,通过应变工程操控交错磁体碲化锰的反常霍尔效应,实现电学信号的可逆翻转,解决该材料多磁畴信号混杂问题,为实用化自旋电子器件铺路。
研究团队首次将稀土元素引入MXene二维材料家族,合成出兼具半导体和磁性的全新材料体系(Nature 2026),为下一代节能电子器件和自旋电子学开辟了全新材料平台。传统MXene合成依赖MAX相前驱体刻蚀,而稀土元素无法进入MAX相结构,研究团队开发了全新的自下而上合成路径突破这一瓶颈。
德国约翰冈斯古滥贝格大学美因茨分校Heinze团队在Nature Chemistry发表锰基分子材料研究,将自旋电子学存储器件的工作温度提升至约141K(-132°C),超越此前所有铁基材料的130K纪录。该材料利用N-杂环卡宾配体稳定锰的低自旋态,为分子级数据存储器件实用化迈出关键一步。
Berkeley Lab的研究团队开发了一套基于机器学习的方法,用于优化手性二维金属卤化物钙铛矿(MHP)的光电性能。手性钙铛矿是自旋电子学和自旋光电子学领域的重要候选材料,但其在不同批次间性能一致性问题长期困扰研究界。该ML方法通过筛选关键合成参数,显著提升了材料的圆二色性和手性光学响应的可重复性,为钙铛矿材料在下一代自旋电子器件中的应用奠定基础。
研究人员建立了基于广义量子几何张量的统一框架,证明中心对称交替磁体中磁场诱导的自旋磁化完全源于自旋旋转量子度规。以FeSb2和CrSb为例,预测在约10 mT磁场下产生约10^-2 μB/nm³的巨线性自旋磁化,比传统磁体典型值高数个数量级,为自旋电子学应用开辟新方向。
研究人员利用共享带状线发送广播射频信号,实现了对11个串联磁隧道结突触权重的远程非易失性编程。基于22突触网络,同一硬件分别配置为手写数字分类(94.91%准确率)和无人机射频签名识别(97.33%准确率),无需独立访问线或选择器件,为可重构自旋电子神经形态计算提供了可扩展方案。