中国科学技能年夜学化学与质料科学学院、精准智能化学天下重点试验室与合肥微标准物资科学国度研究中央的理论与计较化学研究团队武晓君研究组近日于交变磁体质料设计范畴取患上主要进展。该团队经由过程体系研究二维方晶格质料的对于称性与磁序瓜葛，成立了交变磁体（altermagnet）的普适性设计原则，并乐成猜测了一类具备显著自旋破裂效应的金属有机框架质料。相干研究结果以 Engineering Altermagnetic States in Two-Dimensional Square Lattices 为题，7月15日于线发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)。

交变磁体是一类具备零净磁化强度但存于动量依靠自旋破裂的新型磁性质料，其怪异的对于称性掩护特征为自旋电子学器件开发提供了新思绪。然而，现有研究多集中在无机质料系统，对于质料布局-机能瓜葛的体系性熟悉仍存于不足。研究团队从数学对于称性角度出发，针对于二维方晶格质料成立了交变磁体的设计框架。

研究发明，交变磁态的实现需要满意两个焦点前提：反平行自旋需盘踞Wyckoff位置多重度年夜在1的格点，同时磁空间群需满意特定对于称性操作。基在这一理论熟悉，团队确定了Lieb晶格、fes及tts三种典型收集可作为交变磁体的设计模板。经由过程紧束厄局促模子阐发，研究职员进一步展现了差别收集布局中自旋破裂的物理发源，发明fes收集中自旋破裂沿k?/k?标的目的呈现，而tts收集中则沿k? k?标的目的出现二次型色散瓜葛，这类差异源在晶格对于称性对于哈密顿量中央对于称性的调控。

图1.二维方晶格交变磁性质料扭转对于称性与自旋破裂特性

于理论引导下，研究团队以tts收集为模板，设计出吡喃烯基金属有机框架单层质料t-Cr?[Pyc-O?]。第一性道理计较注解，该质料具备185.44meV的自旋破裂能，这一数值靠近Mn?Si?等典型交变磁体。尤其值患上留意的是，该质料经由过程d- -WilliamHill中文官方网站- -d超互换作用实现了室温不变的交变磁序，揭示出优秀的现实运用潜力。

图2. 吡喃烯基金属有机框架单层质料t-Cr?[Pyc-O?]与电子能带布局

该研究将数学几何中的平面密铺理论运用在磁性质料设计，为二维交变磁性质料的开发提供了普适性引导原则。所猜测的金属有机框架质料兼具布局可调性及溶液法制备上风，为开发低成本自旋电子器件斥地了新路子。

论文第一作者为合肥微标准物资科学国度研究中央、化学国度高条理人材造就中央博士生车沂轩，通信作者为武晓君传授及吕海峰副研究员。此项事情获得了国度天然科学基金国度卓异青年科学基金、中国科学院战略性先导科技专项等项目的撑持。

论文链接：https://doi.org/10.1103/v38b-5by1

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