近日，湖北大学物理学院在准晶交错磁研究领域取得重要进展，研究成果以“Altermagnetism in Quasicrystals”（准晶中的交错磁性）为题，发表于国际物理学顶级期刊《Physical Review Letters》。

交错磁体（Altermagnets）是一类近年来受到广泛关注的新型磁性体系。它兼具传统反铁磁体净磁矩为零的特点和铁磁体能带自旋劈裂的特征，在自旋电子学、反常输运及拓扑量子效应等领域具有重要研究价值。此前，交错磁研究主要集中于具有平移周期性的晶体，其磁序通常受到四重、六重等晶体旋转对称性的约束。如何突破周期性晶体结构的限制，探索具有更高阶旋转对称性的交错磁态，是该领域的前沿问题。

针对这一问题，研究团队将交错磁的概念拓展至不具有平移周期性的准晶体系。准晶虽然缺乏传统晶体的平移对称性，却可以具有周期晶体中难以实现的八重、十二重等旋转对称性。研究团队通过对称性分析和自洽平均场计算发现，八角准晶中的Ammann–Beenker结构能够形成由复合八重旋转—时间反演对称性保护的g波交错磁态；十二角Stampfli准晶则能够形成由复合十二重旋转—时间反演对称性保护的i波交错磁态。两类磁态分别呈现具有八重和十二重特征的自旋劈裂及节点结构，展现出周期晶体交错磁体中难以实现的新型磁性行为。

如图所示，在八角准晶中，不同轨道沿准晶的八重旋转方向形成特殊的轨道纹理。在相互作用驱动下，电子的自旋与轨道自由度发生锁定，进而形成净磁矩为零但具有明显自旋劈裂的交错磁态。研究表明，顺时针旋转45度后，自旋向上和自旋向下的电子谱及输运响应相互转换，由此产生具有g波对称性的八重节点结构。类似地，在十二角准晶中，系统呈现以30度为周期交替变化的自旋响应，对应具有十二重节点结构的i波交错磁态。

该研究突破了交错磁性依赖周期晶体对称性的传统认识，揭示了准晶高阶旋转对称性在稳定新型磁序方面的独特作用，为探索周期体系中无法实现的高阶交错磁态提供了新的理论平台。湖北大学为论文第一完成单位，物理学院特任研究员陈锐为第一作者，合作者包括湖北大学周斌教授、重庆大学许东辉教授。

论文链接：https://doi.org/10.1103/src1-b2xt

（审稿：熊琳　终审：覃红英）