【儀表網 研發快訊】近日，南京理工大學智能制造學院青年教師朱興川與其合作者在物理學國際頂尖期刊Physical Review Letters上發表了題為“Design of Altermagnetic Models from Spin Clusters”的論文，并被選為PRL編輯推薦。南京理工大學為第一完成單位，南京理工大學智能制造學院青年教師朱興川與北京航空航天大學研究生霍幸民為共同第一作者。
 

 

　　磁性是凝聚態物理學中最基本的研究領域之一，傳統上共線磁體分為兩個基本類型：鐵磁和反鐵磁。近年來，研究人員發現一種與鐵磁和反鐵磁并列的第三磁性—交錯磁。交錯磁同時具備鐵磁和反鐵磁的性質，不僅自身包含豐富的物理性質，還可能導致許多新奇量子物態，其發現被《科學》雜志評選為2024年度十大科學突破之一，未來有望應用于自旋電子計算機。盡管進行了廣泛的研究，到目前為止，只有少數幾種交錯磁候選材料被實驗確認，交錯磁性的理論模型也十分有限，并且如何區分交錯磁和傳統反鐵磁的磁有序也有待研究。
 

　　該工作提出了一種生成交錯磁模型的通用方案。該方法利用自旋團簇作為基本單元，根據目標交錯磁的對稱性構建交錯磁晶格模型的基元。在每個團簇內，組成的自旋可以是鐵磁耦合或反鐵磁耦合。隨后，將這些自旋團簇排列到與交錯磁對稱性一致的布拉伐格子上，就可以實現二維和三維交錯磁。該方法自然滿足交錯磁所需的時空反演對稱性破缺和零磁化要求。重要的是，交錯磁序在模型構建中得到了明確體現，展現出鐵磁與反鐵磁共存。通過該方法，可以生成具有d波、g波和i波對稱性的各種交錯磁模型。在這些模型中，電子能譜和磁振子譜展示了交錯磁特有的自旋分裂和手性分裂。此外，在某些模型中，交錯磁可以通過電子-電子相互作用在廣泛的參數范圍內自發實現。該方案提供了一種能夠在不同幾何構型中實現交錯磁的通用方法，顯著拓寬了探索交錯磁物理現象的晶格模型和材料平臺的范圍。
 

　　該項工作獲得國家自然科學基金青年科學基金項目、江蘇省自然科學基金青年基金項目等支持，由南京理工大學、北京航空航天大學、合肥國家實驗室、澳門大學和北京師范大學的研究人員合作完成。