Выпуски

 / 

2025

 / 

Октябрь

  

Обзоры актуальных проблем


Хиральная спинтроника гелимагнетиков

 ,  
Институт физики металлов имени М.Н. Михеева, Уральское отделение РАН, ул. С. Ковалевской 18, Екатеринбург, 620108, Российская Федерация

Хиральная спинтроника — новейшая перспективная ветвь квантовой электроники, в основе которой лежат спиновые транспортные явления в материальных объектах, обладающих хиральной симметрией. Данный обзор посвящён становлению и развитию хиральной спинтроники гелимагнетиков — материалов, характеризующихся спиральной магнитной структурой. В работе рассматриваются общие принципы описания электрического и спинового транспорта в проводящих кристаллах при наличии неоднородностей внешнего магнитного поля и/или внутренних магнитных полей обменного происхождения. Демонстрируется, что взаимодействие спинов электронов проводимости с пространственно-неоднородным полем обменного происхождения в гелимагнетиках даёт естественное объяснение двум экспериментально наблюдаемым спин-транспортным эффектам: электрическому магнитохиральному эффекту и кинетическому магнитоэлектрическому эффекту. Представлена оригинальная методика, позволяющая определять магнитную хиральность проводящих гелимагнетиков на основе экспериментальных исследований вышеупомянутых гальваномагнитных эффектов. Описывается построение теории эффекта передачи спинового момента в проводящих хиральных гелимагнетиках, включающей исследование влияния данного эффекта на намагниченность и электросопротивление гелимагнетиков. Продемонстрировано, что эффект передачи спинового момента в гелимагнетиках приводит к вращению спирали намагниченности под действием электрического тока. Это может быть использовано для создания новых устройств спиновой электроники, в которых проводящие гелимагнетики будут выступать в качестве основных функциональных компонентов.

Текст pdf (5 Мб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2025.07.039974
Ключевые слова: хиральность, гелимагнетик, спиновый ток, спинтроника, невзаимный транспорт, электрический магнитохиральный эффект, магнитохиральная анизотропия, кинетический магнитоэлектрический эффект, эффект передачи спинового момента
PACS: 52.25.Dg, 72.15.−v, 72.15.Gd, 72.25.Ba, 72.25.Dc, 75.30.−m, 75.40.Gb, 75.76.+j, 85.75.−d, 85.75.Bb, 85.75.Dd (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2025.07.039974
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2025/10/c/
Цитата: Устинов В В, Ясюлевич И А "Хиральная спинтроника гелимагнетиков" УФН 195 1062–1093 (2025)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 17 января 2025, доработана: 14 июля 2025, 30 июля 2025

English citation: Ustinov V V, Yasyulevich I A “Chiral spintronics of helimagnetsPhys. Usp. 68 1001–1028 (2025); DOI: 10.3367/UFNe.2025.07.039974

Список литературы (341) Похожие статьи (20) ↓

  1. С.А. Никитов, А.Р. Сафин и др. «Диэлектрическая магноника — от гигагерцев к терагерцам» УФН 190 1009–1040 (2020)
  2. А.А. Первишко, Д.И. Юдин «Микроскопический подход к описанию спиновых моментов в двумерных анти- и ферромагнетиках Рашбы» УФН 192 233–246 (2022)
  3. А.Б. Борисов «Локализованные структуры в магнитных системах без центра инверсии» УФН 190 291–312 (2020)
  4. П.Г. Баранов, А.М. Калашникова и др. «Спинтроника полупроводниковых, металлических, диэлектрических и гибридных структур (к 100-летию Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН)» УФН 189 849–880 (2019)
  5. С.М. Стишов, А.Е. Петрова «Геликоидальный зонный магнетик MnSi» УФН 181 1157–1170 (2011)
  6. В.М. Пудалов «Измерение магнитных свойств электронов проводимости» УФН 191 3–29 (2021)
  7. Ю.В. Гуляев, П.Е. Зильберман и др. «Спинтроника: обменное переключение ферромагнитных металлических переходов при малой плотности тока» УФН 179 359–368 (2009)
  8. А.Ф. Барабанов, Ю.М. Каган и др. «Эффект Холла и его аналоги» УФН 185 479–488 (2015)
  9. С.В. Малеев «Рассеяние поляризованных нейтронов в магнетиках» УФН 172 617–646 (2002)
  10. Н.В. Волков «Спинтроника: магнитные туннельные структуры на основе манганитов» УФН 182 263–285 (2012)
  11. А.Г. Сыромятников, С.В. Колесников и др. «Формирование и свойства металлических атомных цепочек и проводов» УФН 191 705–737 (2021)
  12. С.М. Стишов, А.Е. Петрова «Термодинамические, упругие и электронные свойства веществ с киральной кристаллической структурой: MnSi, FeSi и CoSi» УФН 193 614–624 (2023)
  13. С.Г. Овчинников, В.В. Руденко «Анизотропные взаимодействия в магнитных кристаллах с ионами в S-состоянии. Наноструктуры» УФН 184 1299–1318 (2014)
  14. Ю.Н. Прошин, Н.Х. Усеинов «Магнитный пробой с переворотом спина» УФН 165 41–87 (1995)
  15. А.А. Романюха, Ю.Н. Швачко, В.В. Устинов «Электронный парамагнитный резонанс и связанные с ним явления в высокотемпературных сверхпроводниках» УФН 161 (10) 37–78 (1991)
  16. П.А. Алексеев, В.Н. Лазуков, П.С. Савченков «Нейтронный магнитный формфактор в исследованиях f-электронной нестабильности» УФН 195 695–711 (2025)
  17. Н.Г. Бебенин, Р.И. Зайнуллина, В.В. Устинов «Манганиты с колоссальным магнетосопротивлением» УФН 188 801–820 (2018)
  18. В.П. Минеев «Сверхпроводимость в урановых ферромагнетиках» УФН 187 129–158 (2017)
  19. Ю.А. Изюмов «Солитоны в квазиодномерных магнетиках и их исследование с помощью рассеяния нейтронов» УФН 155 553–592 (1988)
  20. А.П. Пятаков, А.К. Звездин «Магнитоэлектрические материалы и мультиферроики» УФН 182 593–620 (2012)

Список формируется автоматически.

© Успехи физических наук, 1918–2025
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение