論文の概要: Néel Spin-Orbit Torque in Antiferromagnetic Quantum Spin and Anomalous Hall Insulators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.21751v1
• Date: Tue, 29 Oct 2024 05:36:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-30 13:38:55.975924
• Title: Néel Spin-Orbit Torque in Antiferromagnetic Quantum Spin and Anomalous Hall Insulators
• Title（参考訳）: 反強磁性量子スピンと異常ホール絶縁体におけるネエルスピン軌道トルク
• Authors: Junyu Tang, Hantao Zhang, Ran Cheng,
• Abstract要約: 位相位相は、印加された電場が2つのAFM基板上の反対の非平衡スピンを生成できるスタッガード・エデルシュタイン効果を支持する。 超高速磁気力学を実現するためにAFMトポロジカル位相を利用する素晴らしい方法を発見した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.361642692363516
• License:
• Abstract: Interplay between magnetic ordering and topological electrons not only enables new topological phases but also underpins electrical control of magnetism. Here we extend the Kane-Mele model to include the exchange coupling to a collinear background antiferromagnetic (AFM) order, which can describe transition metal trichalcogenides. Owing to the spin-orbit coupling and staggered on-site potential, the system could exhibit the quantum anomalous Hall and quantum spin Hall effects in the absence of a net magnetization. Besides the chiral edge states, these topological phases support a staggered Edelstein effect through which an applied electric field can generate opposite non-equilibrium spins on the two AFM sublattices, realizing the N\'eel-type spin-orbit torque (NSOT). Contrary to known NSOTs in AFM metals driven by conduction currents, our NSOT arises from pure adiabatic currents devoid of Joule heating, while being a bulk effect not carried by the edge currents. By virtue of the NSOT, the electric field of a microwave can drive the AFM dynamics with a remarkably high efficiency. Compared to the ordinary AFM resonance driven by the magnetic field, the new mechanism can enhance the resonance amplitude by more than one order of magnitude and the absorption rate of the microwave power by over two orders of magnitude. Our findings unravel an incredible way to exploit AFM topological phases to achieve ultrafast magnetic dynamics.
• Abstract（参考訳）: 磁気秩序とトポロジカル電子の相互作用は、新しいトポロジカルフェーズを可能にするだけでなく、磁気の電気的制御を支えている。 ここでは、遷移金属トリハロゲン化物を記述することができるコリニア背景反強磁性(AFM)秩序への交換結合を含むように、Kene-Meleモデルを拡張する。 スピン軌道結合と不安定なオンサイトポテンシャルにより、このシステムはネット磁化の欠如による量子異常ホールと量子スピンホール効果を示すことができた。 キラルエッジ状態の他に、これらの位相位相相は、印加された電場が2つのAFM基板上の反対の非平衡スピンを発生し、N'eel型スピン軌道トルク(NSOT)を実現するという不安定なエデルシュタイン効果を支持する。 伝導電流によって駆動されるAFM金属中の既知のNSOTとは対照的に、NSOTはジュール加熱を伴わない純粋な断熱電流から生じる。 NSOTによりマイクロ波の電場はAFMダイナミクスを驚くほど高い効率で駆動することができる。 磁場によって駆動される通常のAFM共鳴と比較して、新しいメカニズムは、共振振幅を1桁以上、マイクロ波パワーの吸収速度を2桁以上向上させることができる。 超高速磁気力学を実現するためにAFMトポロジカル位相を利用する素晴らしい方法を発見した。

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