4月22日，南边科技年夜学物理系、量子功效质料天下重点试验室传授刘奇航团队组于对于称性分类磁性的基础理论研究中取患上进展，相干结果发表于《天然》上。

磁性是凝结态物理主要的研究范畴之一，于信息存储、自旋电子学以和量子质料研究中具备主要运用远景。按照体系是否显示宏不雅磁化，磁有序布局凡是被划分为铁磁性（包括亚铁磁）及反铁磁性两年夜类。

研究示用意。南边科技年夜学供图

最近几年来，反铁磁自旋电子学快速成长，诸如交错磁体等很是规磁性质料被发明，传统的磁性框架逐渐闪现出周密性不足的局限性。究其缘故原由，是已往几十年来，物理学界重要依靠磁空间群框架来描写磁性质料的对于称性，而磁空间群操作要求自旋与晶格的扭转连结一致，致使它没法完备描写磁序的几何特征。

那末，怎样从数学方面严酷界定铁磁性与反铁磁性的界限？为此，研究团队采用了自旋空间群框架对于磁性举行划分。于该框架下，磁序的铁磁-反铁磁二分瓜葛可以由“自旋空间群是否强迫体系的净自旋为零”这一对于称性前提严酷界说。假如自旋空间群确保原胞内自旋彻底赔偿，则系统属在反铁磁，不然属在铁磁或者亚铁磁。这一成果为磁序分类提供了清楚而严酷的数学基础。

此外，研究团队进一步提出“定向自旋空间群”（Oriented Spin Space Group，OSSG）的观点，经由过程标定自旋相对于在晶格的详细取向，与自旋空间群组成了多对于一的映照瓜葛，并与磁空间群形成“群-子群”的直接映照。

他们发明，于反铁磁的年夜类中有一种非凡磁性，体现为由自旋轨道耦合引诱的对于称性破缺孕育发生净磁化，是以被定名为“自旋轨道磁性”。于不思量自旋轨道耦应时，其自旋空间群对于称性强迫要求体系的净自旋磁化为零，是以体现为反铁磁布局；而于引入自旋轨道耦合后，对于称性降低，使体系答应孕育发生有限的磁化。换言之，这种质料的自旋序属在反铁磁，但却可以体现出近似铁磁体的宏不雅物理性子，如反常霍尔效应、磁光克尔效应等。经由过程理论计较，研究团队展示了怎样经由过程OSSG猜测自旋轨道磁体可以于连结极小净自旋磁化的同时孕育发生较着的磁输运相应，为下一代强抗滋扰、高信息密度自旋电子器件提供了潜于上风。

进一步，研究团队经由过程其开发的于线阐发步伐，对于2065种试验已经知磁性质料举行了体系筛选，此中479种质料属在铁磁系统，1586种属在反铁磁系统，而于反铁磁质料中共有224种满意自旋轨道磁体的判据，为将来试验研究提供了年夜量候选系统。

该研究基在对于称性的铁磁/反铁磁二分法磁序分类，为体系地阐发及理解近来涌现的磁性分类提供了同一的观点基础。。此外，该研究同一了磁空间群与自旋空间群两种对于称性框架，不仅从对于称性理论上从头梳理了磁学的根底，也为寻觅更多很是规磁体提供了新的理论东西。

相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-026-10401-1