哈工大物理学院陶玲玲课题组提出磁电反铁磁奈尔矢量探测新方法

哈工大全媒体（阚思邈 陶玲玲 文/图）近日，物理学院陶玲玲课题组在反铁磁自旋电子学研究中取得重要进展，相关成果以《中心对称磁电反铁磁体奈尔矢量的层霍尔探测》(Layer Hall Detection of the Néel Vector in Centrosymmetric Magnetoelectric Antiferromagnets) 为题发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上。该研究提出了磁电反铁磁奈尔矢量的电学探测新方法，为后续设计基于磁电反铁磁的自旋电子学器件，提供了重要的理论基础。

磁电反铁磁是一类特殊的反铁磁材料，其具有对称性保护的宏观表面磁化，而且磁电反铁磁的奈尔矢量是磁电可控的，在反铁磁自旋电子学器件中具有重要的应用前景。如何读取磁电反铁磁的奈尔矢量，是成功实现反铁磁自旋电子学器的关键因素之一。

针对这一难题，研究团队提出可以通过层霍尔效应的方法探测表面磁化，进而间接探测奈尔矢量，基于对称性分析系统总结了具有层霍尔效应的所有磁点群，基于密度泛函理论计算证实磁电反铁磁材料在外加电场下具有明显的层霍尔效应。研究结果表明，层霍尔效应能够作为探测磁电反铁磁的奈尔矢量的电学方法。

哈工大为论文第一署名单位，物理学院陶玲玲教授和吉林大学赵宏健教授为论文共同通讯作者，物理学院博士研究生张琴、硕士研究生李慧男和王先杰教授，航天学院宋波教授，美国内布拉斯加大学岑巴尔（Evgeny Tsymbal）教授和美国阿肯色大学贝莱什（Laurent Bellaiche）教授参与相关研究工作。

该研究得到国家自然科学基金和哈工大原创前沿探索基金等项目支持。

论文链接：https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.096803

磁电反铁磁奈尔矢量的层霍尔探测原理图