• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

观察轻金属钛中的轨道霍尔效应。

Observation of the orbital Hall effect in a light metal Ti.

机构信息

Department of Energy Science, Sungkyunkwan University, Suwon, Korea.

Department of Physics, Pohang University of Science and Technology, Pohang, Korea.

出版信息

Nature. 2023 Jul;619(7968):52-56. doi: 10.1038/s41586-023-06101-9. Epub 2023 Jul 5.

DOI:10.1038/s41586-023-06101-9
PMID:37407680
Abstract

The orbital Hall effect refers to the generation of electron orbital angular momentum flow transverse to an external electric field. Contrary to the common belief that the orbital angular momentum is quenched in solids, theoretical studies predict that the orbital Hall effect can be strong and is a fundamental origin of the spin Hall effect in many transition metals. Despite the growing circumstantial evidence, its direct detection remains elusive. Here we report the magneto-optical observation of the orbital Hall effect in the light metal titanium (Ti). The Kerr rotation by the orbital magnetic moment accumulated at Ti surfaces owing to the orbital Hall current is measured, and the result agrees with theoretical calculations semi-quantitatively and is supported by the orbital torque measurement in Ti-based magnetic heterostructures. This result confirms the orbital Hall effect and indicates that the orbital angular momentum is an important dynamic degree of freedom in solids. Moreover, this calls for renewed studies of the orbital effect on other degrees of freedom such as spin, valley, phonon and magnon dynamics.

摘要

轨道霍尔效应是指在外加电场作用下电子轨道角动量流的产生。与通常认为的固体中轨道角动量被猝灭的观点相反,理论研究预测轨道霍尔效应可以很强,并且是许多过渡金属中自旋霍尔效应的基本起源。尽管越来越多的间接证据表明了这一点,但它的直接检测仍然难以实现。在这里,我们报告了轻金属钛(Ti)中轨道霍尔效应的磁光观测。测量了由于轨道霍尔电流在 Ti 表面积累的轨道磁矩引起的克尔旋转,结果与理论计算半定量一致,并得到了基于 Ti 的磁性异质结构中的轨道力矩测量的支持。这一结果证实了轨道霍尔效应,并表明轨道角动量是固体中的一个重要动力学自由度。此外,这呼吁对其他自由度(如自旋、谷、声子和磁子动力学)的轨道效应进行重新研究。

相似文献

1
Observation of the orbital Hall effect in a light metal Ti.观察轻金属钛中的轨道霍尔效应。
Nature. 2023 Jul;619(7968):52-56. doi: 10.1038/s41586-023-06101-9. Epub 2023 Jul 5.
2
Theory of Current-Induced Angular Momentum Transfer Dynamics in Spin-Orbit Coupled Systems.自旋轨道耦合系统中电流诱导角动量传递动力学理论
Phys Rev Res. 2020;2(3). doi: 10.1103/physrevresearch.2.033401.
3
Phonon Angular Momentum Hall Effect.声子角动量霍尔效应
Nano Lett. 2020 Oct 14;20(10):7694-7699. doi: 10.1021/acs.nanolett.0c03220. Epub 2020 Sep 28.
4
Orbital torque in magnetic bilayers.磁性双层膜中的轨道转矩。
Nat Commun. 2021 Nov 18;12(1):6710. doi: 10.1038/s41467-021-26650-9.
5
Disentangling Orbital and Valley Hall Effects in Bilayers of Transition Metal Dichalcogenides.解析过渡金属二硫属化物双层中的轨道和谷霍尔效应
Phys Rev Lett. 2021 Feb 5;126(5):056601. doi: 10.1103/PhysRevLett.126.056601.
6
Hall Effect at the Focus of an Optical Vortex with Linear Polarization.具有线偏振的光学涡旋焦点处的霍尔效应。
Micromachines (Basel). 2023 Mar 31;14(4):788. doi: 10.3390/mi14040788.
7
Spin-Orbit Optical Hall Effect.自旋轨道光学霍尔效应。
Phys Rev Lett. 2019 Dec 13;123(24):243904. doi: 10.1103/PhysRevLett.123.243904.
8
Current-Induced Magnetization Switching in Light-Metal-Oxide/Ferromagnetic-Metal Bilayers via Orbital Rashba Effect.通过轨道 Rashba 效应实现轻金属氧化物/铁磁金属双层膜中的电流诱导磁化翻转
Nano Lett. 2023 Dec 13;23(23):11323-11329. doi: 10.1021/acs.nanolett.3c03972. Epub 2023 Nov 29.
9
Spin-enabled plasmonic metasurfaces for manipulating orbital angular momentum of light.基于自旋的等离子体超表面用于操控光的轨道角动量。
Nano Lett. 2013 Sep 11;13(9):4148-51. doi: 10.1021/nl401734r. Epub 2013 Aug 29.
10
Magneto-Optical Detection of the Orbital Hall Effect in Chromium.铬中轨道霍尔效应的磁光检测
Phys Rev Lett. 2023 Oct 13;131(15):156702. doi: 10.1103/PhysRevLett.131.156702.

引用本文的文献

1
Observing differential spin currents by resonant inelastic X-ray scattering.通过共振非弹性X射线散射观测自旋流差异
Nature. 2025 Sep 10. doi: 10.1038/s41586-025-09488-9.
2
Acoustic generation of orbital currents.轨道电流的声学产生。
Nat Commun. 2025 Aug 29;16(1):8038. doi: 10.1038/s41467-025-62703-z.
3
Identification of Orbital Pumping from Spin Pumping and Rectification Effects.从自旋泵浦和整流效应中识别轨道泵浦

本文引用的文献

1
Orbital Dynamics in Centrosymmetric Systems.中心对称系统中的轨道动力学。
Phys Rev Lett. 2022 Apr 29;128(17):176601. doi: 10.1103/PhysRevLett.128.176601.
2
Orbital torque in magnetic bilayers.磁性双层膜中的轨道转矩。
Nat Commun. 2021 Nov 18;12(1):6710. doi: 10.1038/s41467-021-26650-9.
3
Disentangling Orbital and Valley Hall Effects in Bilayers of Transition Metal Dichalcogenides.解析过渡金属二硫属化物双层中的轨道和谷霍尔效应
Nano Lett. 2025 Sep 10;25(36):13462-13467. doi: 10.1021/acs.nanolett.5c02641. Epub 2025 Aug 26.
4
Unconventional scaling of the orbital Hall effect.轨道霍尔效应的非常规标度
Nat Mater. 2025 Aug 15. doi: 10.1038/s41563-025-02326-3.
5
Orbital torque switching of room temperature two-dimensional van der Waals ferromagnet FeGaTe.室温二维范德华铁磁体FeGaTe的轨道转矩开关
Nat Commun. 2025 Jul 31;16(1):7047. doi: 10.1038/s41467-025-62333-5.
6
Nonlocal electrical detection of reciprocal orbital Edelstein effect.互易轨道埃德尔斯坦效应的非局域电学检测
Nat Commun. 2025 Jul 10;16(1):6380. doi: 10.1038/s41467-025-61602-7.
7
Magnetization switching driven by magnonic spin dissipation.由磁子自旋耗散驱动的磁化翻转
Nat Commun. 2025 Jul 1;16(1):5859. doi: 10.1038/s41467-025-61073-w.
8
Visualizing subatomic orbital and spin moments using a scanning transmission electron microscope.使用扫描透射电子显微镜可视化亚原子轨道和自旋矩。
Nat Mater. 2025 May 12. doi: 10.1038/s41563-025-02242-6.
9
Spin-to-Charge Conversion in Orthorhombic RhSi Crystalline Thin Films.正交晶系RhSi晶体薄膜中的自旋-电荷转换
ACS Appl Mater Interfaces. 2025 Apr 23;17(16):24157-24167. doi: 10.1021/acsami.5c01170. Epub 2025 Apr 13.
10
Current-induced circular dichroism on metallic surfaces: A first-principles study.金属表面的电流诱导圆二色性:第一性原理研究。
Phys Rev B. 2025;111(1). doi: 10.1103/physrevb.111.014415.
Phys Rev Lett. 2021 Feb 5;126(5):056601. doi: 10.1103/PhysRevLett.126.056601.
4
Orbital Effects in Solids: Basics, Recent Progress, and Opportunities.固体中的轨道效应:基础、近期进展与机遇
Chem Rev. 2021 Mar 10;121(5):2992-3030. doi: 10.1021/acs.chemrev.0c00579. Epub 2020 Dec 14.
5
Harnessing Orbital-to-Spin Conversion of Interfacial Orbital Currents for Efficient Spin-Orbit Torques.利用界面轨道电流的轨道到自旋转换实现高效自旋轨道转矩
Phys Rev Lett. 2020 Oct 23;125(17):177201. doi: 10.1103/PhysRevLett.125.177201.
6
Orbital Magnetic Moment of Magnons.磁振子的轨道磁矩。
Phys Rev Lett. 2020 Sep 11;125(11):117209. doi: 10.1103/PhysRevLett.125.117209.
7
Long-Range Phonon Spin Transport in Ferromagnet-Nonmagnetic Insulator Heterostructures.铁磁体-非磁性绝缘体异质结构中的长程声子自旋输运
Phys Rev Lett. 2020 Mar 20;124(11):117201. doi: 10.1103/PhysRevLett.124.117201.
8
Optically Controlled Orbitronics on a Triangular Lattice.三角格子上的光控轨道电子学。
Phys Rev Lett. 2019 Dec 6;123(23):236403. doi: 10.1103/PhysRevLett.123.236403.
9
Orbitally dominated Rashba-Edelstein effect in noncentrosymmetric antiferromagnets.非中心对称反铁磁体中轨道主导的 Rashba-埃德尔斯坦效应
Nat Commun. 2019 Nov 26;10(1):5381. doi: 10.1038/s41467-019-13367-z.
10
Emergent ferromagnetism near three-quarters filling in twisted bilayer graphene.扭曲双层石墨烯中近四分之三填充时的突发铁磁性。
Science. 2019 Aug 9;365(6453):605-608. doi: 10.1126/science.aaw3780. Epub 2019 Jul 25.