交错磁体作为一种新型磁有序体系，兼具电子能带自旋劈裂与实空间交错反铁磁序，能够在保持宏观零净磁矩的同时，展现出堪比铁磁体的自旋输运特性，如反常霍尔效应、巨隧穿磁电阻等。这些特性使其被视为下一代超快、高密度、低功耗自旋电子器件的理想候选者。然而，实验上对其特征信号（手性劈裂磁子）的探测一直面临重大挑战。由于太赫兹频段磁子的探测需要诸如非弹性中子散射等大型科学装置，技术门槛高，难以进行常规、便捷的表征。我们将目光投向交错磁体内部一维的磁畴壁结构，发现了其中束缚态磁子表现出的独特性质。

  本工作通过建立二维原子自旋模型并进行动力学模拟，首次揭示了交错磁畴壁中束缚态磁子的关键特征：

1.    无能隙手性劈裂：畴壁中束缚态磁子色散无能隙，且左右手性磁子的劈裂强烈依赖于畴壁方向与晶体轴向的夹角，呈现出与体态一致的对称性。

2.    微波可探测性：与体态中难以探测的太赫兹磁子不同，这些束缚磁子的特征频率可降至吉赫兹甚至兆赫兹范围，使得利用常规全电学自旋波谱或布里渊光散射等技术进行探测成为可能，为实验鉴定交错磁性提供了便捷“指纹”。

3.    单向强耦合机制：研究进一步发现，界面Dzyaloshinskii-Moriya相互作用能够驱动不同手性磁子发生单向的磁子-磁子强耦合，这一现象为操控磁子量子态提供了新维度。

4.    电学可控性：通过模拟证明，自旋轨道力矩或自旋转移力矩可以有效调控交错磁畴壁的取向，从而实现对其中手性磁子传输特性的动态调控。

图1: (a) 二维原子自旋模型，(b)  交错磁畴壁，(c) 手性劈裂磁子能谱。

本研究不仅为在常规实验条件下探测和识别交错磁体提供了切实可行的新方案，避免了太赫兹探测的困难，更重要的是，它揭示了一条通过调控磁畴结构来精密操控交错磁体中低频手性劈裂磁子传输的新途径。

从应用前景看，这项发现为基于交错磁畴壁的新型磁子电路设计奠定了理论基础。畴壁作为低损耗、可重构的一维磁子波导，其手性传输特性可通过电学手段灵活调控，有望用于开发高性能、低功耗的自旋信息处理与逻辑器件，推动下一代信息技术的发展。

本研究获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金及四川省科技计划等项目的支持。

文章链接：https://doi.org/10.1103/t6g4-gk34