近日，山东大学物理学院戴瑛教授团队在拓扑磁振子研究领域取得重要进展。
磁振子是一种电中性的玻色型自旋集体激发，能够在不产生焦耳热损耗的情况下实现长程自旋与信息传输，在高能效自旋波器件和新一代信息处理体系中具有重要应用前景。近年来，磁振子与拓扑物态的结合催生了拓扑磁振子这一新兴研究领域。然而，实现磁振子拓扑物态的可逆、非易失性调控，一直是该领域面临的关键科学问题。针对上述挑战，研究团队提出了一种由铁电极化驱动的磁振子拓扑调控新机制。研究发现，通过翻转铁电极化方向可以实现对呼吸kagome晶格中磁交换相互作用参数的非易失性调控，从而在同一材料体系中实现二阶拓扑磁振子绝缘体、拓扑磁振子绝缘体与常规磁振子绝缘体之间的可逆切换。这一拓扑相变过程伴随着自发磁振子能谷极化的反转，揭示了铁电调控磁振子拓扑与能谷自由度的内在物理机制。研究团队进一步预测具有呼吸kagome晶格结构的二维材料Ti3I8是实现上述物理效应的理想候选材料体系。该材料不仅支持由铁电驱动的磁振子拓扑相变和能谷极化反转，还表现出非易失性调控的谷相关磁振子输运行为，为磁振子谷电子学的研究提供了平台。该研究工作在统一框架下实现了铁电性、磁振子拓扑物态、以及谷输运响应之间的耦合，为构建低能耗、可调谐的磁振子拓扑器件开辟了新方向，也为多自由度协同调控的磁振子自旋电子学研究提供了重要理论参考。
原文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/588c-z8cy
