《物理评论快报》发表湘大原创性研究成果

本网讯 近日，湘潭大学材料科学与工程学院孙立忠教授团队和物理与光电工程学院杨雪娟教授团队提出在双层A型反铁磁系统中实现交变磁性的一般性堆叠理论，并以此理论为基础提出在实验上实现二维双层交变磁性材料的方案。研究成果《双层系统中交变磁性的通用堆叠理论》（General Stacking Theory for Altermagnetism in Bilayer Systems）发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters），并被编辑选为编辑推荐（Editors' Suggestion）。物理与光电工程学院博士研究生潘保儒、材料科学与工程学院周攀副教授为论文共同第一作者，材料科学与工程学院孙立忠教授、周攀副教授和物理与光电工程学院肖化平教授为共同通讯作者，湘潭大学为唯一作者单位。

从铁磁单层构建交变磁相双层的对称性条件

交变磁性是近几年发现的除铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性外的新型磁性相。这类新型磁性相在正空间和倒空间均表现出自旋极化的交替分布。交变磁性材料在自旋电子学、超导等诸多领域都展现出应用潜力。迄今为止，交变磁相的相关研究主要集中在三维材料，其在二维材料中形成机理的欠缺制约了二维交变磁性材料的理论研究和实验验证。针对这一难题，团队在交变磁性对称性要求基础之上，通过群论和第一原理方法提出了双层A型反铁磁二维系统实现交变磁性的通用堆叠理论，明确阐述了A型反铁磁双层系统中交替磁性的产生机制。该工作发现只有七个双层点群能够实现交替磁性。该理论不但能够很好地解释在转角双层反铁磁范德瓦尔斯堆叠中出现的交变磁性，而且预测了交替磁性可以通过对称性直接堆叠两个单层结构的双层系统中出现。结合第一性原理方法预测了双层系统中出现交变磁性的具体材料，用具体的实例证实了该一般性堆叠理论的正确性。同时，该理论为实验验证提供了一个简明的方案，能够根据单层的层群直接判定由该单层体系构成双层结构是否会产生交变磁性，并给出具体的堆垛方式。该研究为设计具有交替磁性的双层系统提供了理论基础，为未来人们在双层二维系统中探究和应用这一新型磁性相提供了理论指导。

近年来，湘潭大学材料科学与工程学院以材料与物理、数学、力学等学科交叉为特色，通过凝练更具包容性的学科方向，形成了开放性的科研氛围，催生了一系列原创性研究成果。这些成果的取得将进一步激励师生勇攀高峰，提升学科整体科研水平。（通讯员 曾坛）