Verlustfreies Spin-Orbit-Drehmoment in antiferromagnetischem topologischem Isolator MnBi2Te4

Wir formulieren und quantifizieren das Spin-Orbit-Drehmoment (SOT) im intrinsischen antiferromagnetischen topologischen Isolator MnBi₂Te₄, der einige septuple-Schichten dick ist und sich im geladen neutralen Zustand befindet. Er zeigt ausgeprägte schichtaufgelöste Eigenschaften und einen Even-Odd-Kontrast. Im Gegensatz zu traditionellen durch Strom induzierten Drehmomenten tritt unser SOT nicht zusammen mit Ohm'schen Strömen auf, wodurch Joule-Erwärmung vermieden wird. Wir untersuchen die durch SOT induzierten magnetischen Resonanzen, wobei wir im Fall der tri-septuple-Schicht einen eigenartigen Austauschmodus identifizieren, der gegenüber Mikrowellen blind ist, jedoch ausschließlich durch das vorhergesagte SOT angetrieben werden kann. Als umgekehrte Wirkung erzeugen die dynamischen magnetischen Momente einen reinen adiabatischen Strom, der gleichzeitig mit dem SOT auftritt und zu einer Gesamtreaktanz für MnBi₂Te₄ führt, was eine verlustfreie Umwandlung von elektrischem Strom in magnetische Dynamik ermöglicht.