研究成果

凡得瓦多鐵性材料中的超大手性磁電振盪

Frank Y. Gao, Xinyue Peng, Xinle Cheng, Emil Vinas Bostrom, Dong Seob Kim, Ravish K. Jain, Deepak Vishnu, Kalaivanan Raju, Raman Sankar, Shang-Fan Lee, Michael A. Sentef, Takashi Kurumaji, Xiaoqin Li, Peizhe Tang, Angel Rubio*, Edoardo Baldini*. “Giant chiral magnetoelectric oscillations in a van der Waals multiferroic”. Nature 632, 273–279 (2024).

與美國德州大學奧斯汀分校的 Edoardo Baldini 教授合作，本所雷曼副技師 (Raman Sankar) 和李尚凡研究員在《自然》雜誌上發表了一篇研究論文。利用螺旋凡得瓦多鐵性 NiI2 的高品質樣品，該團隊進行了先進的光學測量，成功識別了晶體內的對映體純域。透過超快光學探測實現的動態磁電耦合的精確測量，顯示了巨大的自然光學活動(natural optical activity)。這種手性耦合的特徵是太赫茲頻率範圍內電極化和磁化分量之間的正交調變。觀察到的手性耦合源於材料的非共線自旋結構和相對論性自旋軌道交互作用之間的共同表現，遠大於通常由晶格產生的效應。

左圖：(001) 平面上的自旋螺旋排列，具有傳播向量 q_in 的面內分量，以及沿著 y 的電極化 P，平行於 C₂ 軸。也顯示了 x, y, z 座標系，其中 y ∥ [010] ，z ∥ [001]。
右圖：EMo 和 EMe 的自旋進動，同時顯示計算出的極化和磁化調製。

期刊連結: https://www.nature.com/articles/s41586-024-07678-5