报告题目：磁对称性破缺诱导的新奇自旋输运
报告嘉宾：郭志新，西安交通大学 副教授
报告时间：2025年10月24日 10:00
报告地点：吉林大学中心校区唐敖庆楼B区521报告厅
主持人：赵宏健
报告摘要
自旋电子学技术利用电子的自旋自由度实现信息的传输与存储，有望克服传统电子器件因电荷流动引起的高功耗问题，在下一代信息存储与处理技术中具有广阔的应用前景。近年来，实验上观测到的多种反常自旋输运行为——如反常自旋霍尔效应与反常各向异性磁电阻现象——引起了学界广泛关注，然而其微观机制尚不明确。针对这一挑战，我们发展了同时包含自旋、晶格与电荷三种序参量的耦合理论模型。基于该模型，我们提出磁结构对称性破缺可诱发自旋关联电场，进而引发出反常自旋霍尔效应与共线自旋流，成功解释了多个实验观测现象。进一步，我们建立了依赖于磁矩方向的自旋轨道耦合理论，解释了实验中观测到的反常各向异性磁电阻（AMR）行为；在此基础上，发现在二维材料中空间结构对称性破缺可诱导出远优于传统块体材料的AMR效应，并首次预言了二维体系中的高阶AMR效应。同时，我们研究发现磁结构中的空间平移对称性破缺（如交错磁体）可与分数量子铁电性实现天然耦合，从而构筑出一类新型分数量子多铁材料。该类体系有望突破传统多铁材料中高居里/奈尔温度与强磁电耦合难以共存的瓶颈。本报告将围绕以下三部分展开：（1）磁结构对称性破缺诱导的本征反常自旋霍尔效应；（2）磁矩方向依赖的自旋–轨道耦合与反常各向异性磁电阻效应；（3）分数量子多铁性及其器件设计。
嘉宾简介
郭志新，现任西安交通大学材料科学与工程学院副教授，入选西安交通大学“青年拔尖人才计划”。2010年于复旦大学获博士学位，2010年至2019年任职于湘潭大学，期间于2011至2014年在东京大学从事博士后研究，2015至2016年赴德州大学奥斯汀分校访问。自2019年起加入西安交通大学。长期致力于计算凝聚态物理研究，聚焦于芯片中电子元器件小型化与高密度化所导致的功耗挑战，结合模型构建与计算模拟，在界面量子调控方向开展了系统研究。主要工作包括发展精确高效的界面结构与输运计算方法及相关程序，提出通过协同调控量子限域、轨道杂化与电荷转移等界面量子效应以降低信息传输能耗的新途径，为应对高密度信息传输的低功耗需求提供了新思路。发表SCI论文70余篇，其中一作/通讯作者论文49篇，包括Nat. Commun.、Adv. Mater.、Phys. Rev. B（17篇）等，论文总引用2500余次。承担多项国家自然科学基金项目，并获得陕西省杰出青年科学基金资助。
举办单位：
约炮软件-免费约炮软件
物质模拟方法与软件教育部重点实验室
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