自旋-动量锁定电子的量子度规效应与非线性磁阻调控

来自国际团队的研究人员针对量子材料中几何特性与电磁响应的关联机制展开研究，通过111取向镧铝酸盐/钛酸锶(LaAlO3/SrTiO3)界面模型系统，首次证实自旋-动量锁定(spin-momentum locking)状态会诱导量子度规(quantum metric)产生，并实现电控非线性面内磁阻。该发现为基于量子几何(quantum geometry)的新型功能材料设计开辟了道路。

　　

在量子材料研究前沿，电子波函数的几何与拓扑特性通过量子度规(quantum metric)和贝里曲率(Berry curvature)深刻影响着电磁响应。虽然贝里曲率相关的输运效应已在多种磁性/非磁性体系中发现，但量子度规诱导的输运现象此前仅局限在拓扑反铁磁体中。最新研究揭示：自旋轨道耦合材料表面/界面普遍存在的自旋-动量锁定(spin-momentum locking)态，会天然产生非零量子度规。

研究团队选用具有强自旋轨道耦合的111取向LaAlO₃/SrTiO₃异质结作为模型体系，首次观测到由量子度规激活的非线性面内磁阻效应，并实现电场调控。这一发现如同打开新世界的大门——自旋-动量锁定作为过渡金属氧化物界面的"标准配置"，意味着量子度规效应可能广泛存在于各类界面体系中。该工作不仅为探索量子几何相关的新奇物态提供了"探针"，更为设计基于波函数几何调控的下一代电子器件提供了全新范式。