【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，南京理工大學(xué)智能制造學(xué)院青年教師朱興川與其合作者在物理學(xué)國(guó)際頂尖期刊Physical Review Letters上發(fā)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(xué)為第一完成單位，南京理工大學(xué)智能制造學(xué)院青年教師朱興川與北京航空航天大學(xué)研究生霍幸民為共同第一作者。
 

 

　　磁性是凝聚態(tài)物理學(xué)中最基本的研究領(lǐng)域之一，傳統(tǒng)上共線磁體分為兩個(gè)基本類型：鐵磁和反鐵磁。近年來(lái)，研究人員發(fā)現(xiàn)一種與鐵磁和反鐵磁并列的第三磁性—交錯(cuò)磁。交錯(cuò)磁同時(shí)具備鐵磁和反鐵磁的性質(zhì)，不僅自身包含豐富的物理性質(zhì)，還可能導(dǎo)致許多新奇量子物態(tài)，其發(fā)現(xiàn)被《科學(xué)》雜志評(píng)選為2024年度十大科學(xué)突破之一，未來(lái)有望應(yīng)用于自旋電子計(jì)算機(jī)。盡管進(jìn)行了廣泛的研究，到目前為止，只有少數(shù)幾種交錯(cuò)磁候選材料被實(shí)驗(yàn)確認(rèn)，交錯(cuò)磁性的理論模型也十分有限，并且如何區(qū)分交錯(cuò)磁和傳統(tǒng)反鐵磁的磁有序也有待研究。
 

　　該工作提出了一種生成交錯(cuò)磁模型的通用方案。該方法利用自旋團(tuán)簇作為基本單元，根據(jù)目標(biāo)交錯(cuò)磁的對(duì)稱性構(gòu)建交錯(cuò)磁晶格模型的基元。在每個(gè)團(tuán)簇內(nèi)，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(tuán)簇排列到與交錯(cuò)磁對(duì)稱性一致的布拉伐格子上，就可以實(shí)現(xiàn)二維和三維交錯(cuò)磁。該方法自然滿足交錯(cuò)磁所需的時(shí)空反演對(duì)稱性破缺和零磁化要求。重要的是，交錯(cuò)磁序在模型構(gòu)建中得到了明確體現(xiàn)，展現(xiàn)出鐵磁與反鐵磁共存。通過(guò)該方法，可以生成具有d波、g波和i波對(duì)稱性的各種交錯(cuò)磁模型。在這些模型中，電子能譜和磁振子譜展示了交錯(cuò)磁特有的自旋分裂和手性分裂。此外，在某些模型中，交錯(cuò)磁可以通過(guò)電子-電子相互作用在廣泛的參數(shù)范圍內(nèi)自發(fā)實(shí)現(xiàn)。該方案提供了一種能夠在不同幾何構(gòu)型中實(shí)現(xiàn)交錯(cuò)磁的通用方法，顯著拓寬了探索交錯(cuò)磁物理現(xiàn)象的晶格模型和材料平臺(tái)的范圍。
 

　　該項(xiàng)工作獲得國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目、江蘇省自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目等支持，由南京理工大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、合肥國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、澳門大學(xué)和北京師范大學(xué)的研究人員合作完成。