反铁磁体在奈尔温度以下具有自发的磁有序，但其宏观净磁矩为零，用磁场很难直接对反铁磁体的磁矩进行操纵，这也在很大程度上限制了反铁磁材料的应用。过去的研究表明，通过铁磁体中的极化电流能够诱导出自旋转矩, 从而在没有外磁场的情况下对磁矩进行操纵。与铁磁体比较起来，由于净磁矩为零，反铁磁体的退磁场非常小，所以如果能用电流对反铁磁体中的磁矩进行操纵，相应的电流大小也可能远小于铁磁材料。

 

最近，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室表面室夏钶研究员小组，推广了自旋极化的概念，提出了子晶格自旋极化率的定义，利用自行发展的第一性原理方法[见PHYSICAL REVIEW B 77, 184430 (2008)]研究了完全补偿的反铁磁体中的自旋转矩效应。他们发现，尽管反铁磁体的宏观净磁矩为零，但外加电流仍然能够在原子尺度上诱导出自旋极化。而且这种子晶格自旋极化同样能够从反铁磁体中注入到非磁材料中。他们预言了由反铁磁金属材料构成的自旋阀中固定层和自由层的磁有序夹角发生变化时可以观测的电阻变化。他们在真实材料中的计算结果表明，反铁磁体中的自旋转矩与铁磁体中的自旋转矩大小相当，但分布非常不局域。在反铁磁畴壁中，自旋转矩在远离畴壁中心的地方仍然很明显，动力学模拟显示，其中的自旋转矩能够推动畴壁的运动。

 

相关工作发表在《物理评论快报》（PRL 100, 226602 (2008)）。该工作得到基金委、科技部、科学院项目的支持。（来源：中科院物理研究所）

（《物理评论快报》（PRL），100, 226602 (2008)，Yuan Xu, Shuai Wang, and Ke Xia）