(纯计算)北京大学黄华卿/犹他大学刘锋团队Phys. Rev. Lett.: 二维轨道交错磁性

背景:交错磁性作为一种不同于传统共线铁磁性和反铁磁性的新型磁序,具有能带结构中受对称性保护、依赖于动量的交替自旋分裂以及实空间中共线补偿的磁矩等特征,在自旋电子学领域展现出应用前景。研究目的:本文旨在提出轨道交错磁性的概念,即由局域轨道磁矩本身形成的交错磁序,并探索其在二维材料中的存在与特性。结论:通过最小紧束缚模型和第一性原理计算,研究展示了交错轨道磁矩在实空间中的反平行图案以及在动量空间中的d波状轨道-动量锁定特征。在面内铁磁体CuBr2和VS2中发现了轨道交错磁性的明确表现,且常规自旋交错磁体(如单层MoO和CrO)中可能存在隐藏的轨道交错磁性。此外,研究发现巨大的非线性电流诱导轨道磁化远超自旋贡献,可作为轨道交错磁性的实验特征。研究证实轨道交错磁性能独立于自旋构型存在,为自旋电子学中实现无净磁化的高速低耗散自旋控制提供了新平台。