电流驱动的范德瓦尔斯反铁磁体中拓扑自旋手性切换
磁性拓扑结构是现代量子磁体的核心,其中自旋手性主导着奇异的自旋旋绕、实空间贝里相位和拓扑霍尔效应。当前未解决的关键挑战在于如何通过电学手段切换拓扑自旋手性及其关联的规范通量——这是操控其拓扑量子特性的基本要求。在该工作中,研究团队提出并通过实验验证了电流切换自旋手性的概念。研究人员将新型范德华反铁磁体Co₁/₃TaS₂确定为理想平台,该材料具有最小手性单元的拓扑3Q态、超高斯格明子密度、非中心对称几何结构和强贝里曲率特性。通过构建Co₁/₃TaS₂/Pt异质结,该团队基于铂的自旋霍尔效应产生的自旋轨道转矩,实现了电流驱动的非易失性可逆切换。除这一常规路径外,研究人员还发现Co₁/₃TaS₂中存在仅需电流驱动(无需磁场)且具有高能效的本征自转矩诱导手性切换机制。这些互补路径为电学创建和控制自旋手性建立了统一框架。该研究成果展示了实现手性自旋电子学的实用路径,其原理可自然推广至其他斯格明子体系,为对称性控制、拓扑操控及基于自旋手性的量子功能开发提供了新机遇。



