重庆大学物理学院在光诱导非常规磁性研究方面取得重要进展

近日，重庆大学物理学院王锐教授、马大帅副研究员和许东辉教授课题组在光诱导奇宇称磁性研究方面取得重要进展。相关研究成果以“Light-Induced Odd-Parity Magnetism in Conventional Antiferromagnetism”为题发表于物理学顶级期刊《物理评论快报》[Phys. Rev. Lett. 136, 126703 (2026)]，并被遴选为 Editors' Suggestion（编辑推荐）。王锐、马大帅和许东辉为论文共同通讯作者，博士研究生黄声浦为第一作者，博士研究生秦政和詹方洋博士参与了该项研究工作，重庆大学为论文唯一完成单位。

近年来，一类新型共线磁性相“交错磁体”（Altermagnet）的提出，为开发高密度集成、超快响应、低功耗自旋电子学器件提供了新思路。交错磁体在实空间呈反平行排列，在倒空间中，受特定晶体旋转对称性约束，其能带可展现出非相对论性偶宇称自旋劈裂（如d波或g波）。为进一步扩展此类序的物理图景，探索可能超越常规交错磁体的新现象，奇宇称磁性成为研究热点。然而，现有研究中奇宇称自旋劈裂的实现依赖于非共线磁构型，在材料筛选、理论建模和实验实现上均面临限制。相比之下，共线反铁磁体具有材料范围广、奈尔温度高、实验可操作性强的优点。因此，在常规共线反铁磁体中实现奇宇称磁性具有重要科学意义。

周期圆偏振光场诱导常规反铁磁体中奇宇称自旋劈裂的示意图

为此，研究团队提出一种新机制：利用周期光场（Floquet工程）驱动二维常规共线反铁磁体，以在共线体系中实现奇宇称磁性。该方案通过圆偏振光（CPL）、椭圆偏振光（EPL）或双圆偏振光驱动（BCL），选择性破坏体系特定自旋空间群对称性，从而在原本自旋简并的能带中诱导出奇宇称p波和f波自旋劈裂（见图）。该工作系统建立了实现该效应的对称性判据，并提出三类可能的材料平台。基于第一性原理计算与Floquet理论，研究团队在单层MnPS₃、双层FeCl₂和双层NiRuCl₆中证实，圆偏振光可稳定诱导出f波奇宇称自旋劈裂，并呈现出清晰的对称性约束特征。进一步研究表明，通过改变光场手性、采用椭圆偏振光或双圆偏振光、以及施加应变等方式，体系中的f波自旋劈裂可转变为p波自旋劈裂，从而实现对奇宇称磁性的调控。

该工作拓展了 Floquet 工程在磁性调控方面的应用前景，也为今后实验上利用时间分辨角分辨光电子谱（TrARPES）和时间分辨输运测量探测光诱导奇宇称自旋劈裂提供了理论依据。该研究对于发展新型高密度磁存储器件、太赫兹纳米振荡器等下一代自旋电子学器件具有潜在意义。

该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、重庆市自然科学基金、北京凝聚态物理国家研究中心开放课题、量子功能材料全国重点实验室开放课题、中国博士后科学基金以及中央高校基本科研业务费等项目的支持。

 论文链接：https://doi.org/10.1103/9346-9jpf

作者：马大帅