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报告题目:基于晶体对称性配对自旋-动量锁定的交错磁体统一理解

报告人:刘军伟 (香港科技大学)  

报告时间:2026 年 10 月 20 日(周二)10 : 30-12 : 00

报告地点:北洋园校区 49 教 410 室

报告摘要:

自2022年被提出以来,交错磁性(altermagnetism)已成为自旋电子学、材料科学和凝聚态物理学中最重要的课题之一,但也存在着许多颇具争议的结论。在本次演讲中,我将基于我们2021年提出的晶体对称性配对的自旋-能谷/动量锁定(CSVL/CSML)[Nat. Commun. 12, 2846 (2021)],对交错磁体以及更广义的非传统反铁磁体(AFMs)的独特新奇性质提出一种统一的理解。CSML由交错磁体或反铁磁体(如V2Se2O、V2Te2O、MnTe和RuO2等)中联系相反极化的磁子格的本征晶体对称性所保证 [Nat. Commun. 12, 2846 (2021); Phys. Rev. X 15, 021083 (2025)],它存在于所有具有自旋劈裂能带结构的非传统反铁磁体中,且不局限于交错磁体。CSML使得通过操控相应的晶体对称性,来实现反铁磁体的独特性质与调控成为可能。典型地,人们可以利用应变场诱导净能谷极化/磁化,并利用电场产生非共线自旋流,即便在没有自旋轨道耦合的情况下也是如此。所有的预测,特别是V2(Se, Te)2O家族材料中存在交错磁性的预言,均已在实验中被证实 [Nat. Phys. 21, 760 (2025); Nat. Phys. 21, 754 (2025);Nature (accepted)]。此外,这些性质帮助我们在实验工作中实现了奈尔序(Néel order)的电学读取和180°确定性翻转[Sci. Adv. 10, eadn0479 (2024); Nature 638, 645 (2025)],并促使我们提出了一种关于所有磁性确定性翻转的统一理论[arXiv:2603.29136]。

报告人简介:

刘军伟,香港科技大学终身副教授,2014年于清华大学获得博士学位,2014年到2017年在麻省理工学院做博士后研究,2017年加入香港科技大学做助理教授,2023年晋升为终身副教授。主要从事凝聚态物理研究,长期致力于凝聚态物理理论与计算研究,重点探索电荷、自旋和动量等多自由度耦合衍生的晶体对称性保护的量子物态以及结合人工智能发展多尺度大规模计算方法等。最近主要贡献包括(1)首次提出“晶体对称性配对自旋动量锁定”概念,严格证明其是交错磁体的内禀特征,同时预测V2Se2O和V2Te2O等材料,并与实验团队合作,在对这类材料进行碱金属插层后,首次实现了准二维交错磁体,为“交错磁性”提出与确立提供了理论和材料基础;(2)自主发展了能处理数十亿原子轨道的大尺度计算方法,揭示了晶体对称性保护多重马约拉纳零能模的“指纹特征”,并与实验合作首次证实其存在。作为主要作者发表论文47篇,包括2篇Science、3篇Nature、1篇Phys. Rev. X、5篇Phys. Rev. Lett.、1篇Nat. Phys.、2篇Nat. Mater.和1篇Nat. Rev. Mater.等,总引用超16000次。承担国家自然科学基金优秀青年科学基金项目(港澳)、国家自然科学基金创新研究群体项目(B类)、国家重点研发计划青年科学家项目、国家自然科学基金委员会与香港研究资助局合作研究重点项目等。

参考文献:

[1] Haiyang Ma, et al. Nat. Commun. 12, 2846 (2021)

[2] Mengli Hu, et al. Phys. Rev. X 15, 021083 (2025)

[3] Fayuan Zhang, et al. Nat. Phys. 21, 760-767 (2025)

[4] Lei Han, et al. Sci. Adv. 10, eadn0479 (2024)

[5] Zhiyuan Zhou, et al. Nature 638, 645–650 (2025)

[6] Cheng Song, et al. Nat. Rev. Mater. Nat. Rew. Matter. 10, 473-485 (2025)

[7] Runzhang Xu, et al. Natl. Sci. Rev. 13, nwaf528 (2026)

[8] Zhuying Wang et al. Nature (2026) https://www.nature.com/articles/s41586-026-11257-1

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