极性反铁磁金属

零场反常霍尔效应

在保持金属导电性的同时兼具极性结构和反铁磁序，为探索磁电耦合和自旋电子学提供了一个独特的材料平台。

周宇 · Yang, Zhang · Liu, Zhiwei · Liu, Liangyang · Shen, Shengchun · Sijie, Wu · 李聪 · Zhang, Jianbing · Lyu, Yingjie · Wu, Yongshun · Wang, Meng · 易迪 · Nan, Tianxiang · 张光 · He, Qing · Zang, Jiadong · 杨鲁懿 · 周树云 · Chen, Hanghui · 于浦

Nature Materials 2025

技术优势

金属与极性共存

钴离子在不同亚层的不等价位移导致极性，但晶体仍保持金属导电性，因此载流子可响应极性畸变。

零场反常霍尔效应

尽管剩余磁化强度可忽略，仍观察到可观的零场反常霍尔电导率，归因于反铁磁性与极性的耦合。

几何设计实现极性

极性源于钴离子的不等价位移，无需外加电场或化学掺杂，为设计多功能量子材料提供了新途径。

应用场景

• 磁电耦合器件：利用极性-反铁磁耦合实现电场调控自旋，减少外磁场依赖。
• 自旋电子学：金属性保证电流驱动，反铁磁序提供无杂散场自旋结构。
• 量子材料：作为极性磁金属的实例，展示对称性工程与几何畸变作用。
• 拓扑自旋电子器件：反常霍尔电导暗示动量空间拓扑，可与反铁磁结合。