科学研究

（通讯员/徐媛 文/许世杰）面向世界科技前沿，面向国家重大需求，北航杭州国际校园再传科研捷报。近日，杭州北航国际创新研究院（学院）自旋芯片与技术全国重点实验室赵巍胜教授团队在非共线反铁磁自旋电子学领域取得重要进展。团队在高质量Mn₃Pt外延单晶薄膜体系中发现了反常霍尔效应主要来源于两种贡献，非零贝利曲率导致的本征贡献和拓扑自旋结构导致的斜散射贡献。该工作通过比较手性反铁磁的反常霍尔效应，提出了反铁磁反常霍尔效应的普适标度定律，为理解反铁磁自旋相关现象提供了新思路。相关研究成果以“Universal Scaling law for chiral antiferromagnetism”为题在线发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-46325-5

北航许世杰博士后、蒋宇昊博士、加州大学洛杉矶分校戴秉乾，邰立轩博士是论文第一作者，北航赵巍胜教授为论文唯一通讯作者。杭州北航国际创新研究院（学院）为论文第一单位。该工作获得国家重点研发计划、国家自然科学基金等支持。

已有的研究发现，不同反铁磁材料中反常霍尔效应的起源大不相同，比如在手性反铁磁Mn₃Sn中，反常霍尔效应主要来源于本征贡献；而在反铁磁MnGe中主要来源于拓扑自旋手性导致的斜散射贡献。研究团队使用北航致真设备国产自研的单原子层级精度超高真空磁控溅射系统，制备了高质量的Mn₃Pt单晶薄膜，发现在Mn₃Pt中不仅存在本征反常霍尔效应的贡献，而且存在拓扑自旋手性导致的斜散射贡献。此外，反常霍尔电阻率()和薄膜电阻率()可由公式普适描述。此公式可解释几乎所有手性反铁磁的反常霍尔效应散射机理。这项工作有利于我们深入了解反铁磁材料体系的手性现象，为高可靠、高性能磁存储器等新型后摩尔时代集成电路器件研制奠定基础。

△ 高质量Mn₃Pt薄膜

△ 不同反铁磁中普适的标度定理

近年来，北航自旋芯片与技术全国重点实验室致力于低功耗高速自旋电子器件的技术研发，在物理机制 [1, 2]、材料制备 [3,4]、器件工艺 [5–8]等层面都取得了一系列进展，已在《自然·电子》（Nature Electronics）、《自然·通讯》（Nature Communications）等国际顶级期刊上发表一系列高水平论文。

杭州北航国际创新研究院（学院）微纳科学与分析测试协同创新中心/自旋芯片与技术全国重点实验室位于北航杭州国际校园。实验室致力于服务国家重大战略和服务区域经济发展，突破后摩尔时代集成电路关键技术，着力打造以自旋芯片为特色的国产全流程8英寸微纳加工及分析测试公共平台，主要开展自旋芯片材料与物理、自旋存储与存算器件、自旋芯片工艺与集成、自旋芯片表征与设备、微纳科学与分析测试等领域的研究，赋能国新院持续发挥原始创新策源地、高端人才蓄水池、科技成果孵化器的重要作用，有力服务高水平科技自立自强。

（审核：洪冠新 陈龙飞）

编辑：谢雨倩