近日，湖北大学物理学院与重庆大学、深圳技术大学合作提出了一种探测交错磁体动量空间中交替自旋极化的新方案。该研究成果以“Probing k-Space Alternating Spin Polarization via the Anomalous Hall Effect”为题，在物理学顶级期刊《Physical Review Letters》上发表[1]。湖北大学为第一单位，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和王锐教授，以及深圳技术大学孙海鹏副研究员。

交错磁体（Altermagnets）是一类新发现的磁性材料，其在动量空间（k空间）中呈现交错的自旋极化分布。然而，目前针对交错磁体动量空间自旋极化的实验探测方法仍然有限。研究团队提出了一种创新方案，通过将交错磁体与拓扑绝缘体表面耦合，利用拓扑效应来探测交错磁体的动量空间自旋极化特性。

如图所示，拓扑绝缘体表面的狄拉克费米子可作为“探针”。当狄拉克费米子位于动量空间的不同区域时，由于周围磁化的作用，系统将表现出不同的半量子化霍尔效应。在面内磁场的驱动下，狄拉克费米子的动量空间分布可以被调控，从而扫描出交错磁性材料的动量空间自旋极化分布。该研究为揭示交替磁性体及其他非传统反铁磁材料的动量空间自旋特性提供了全新的思路。

该工作得到了国家自然科学基金、湖北省自然科学基金创新群体、湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划、湖北省杰青基金、武汉市重点研发计划和湖北大学原创探索种子专项等项目的支持。

论文链接

[1] Rui Chen, Zi-Ming Wang, Ke Wu, Hai-Peng Sun, Bin Zhou, Rui Wang, Dong-Hui Xu, Phys. Rev. Lett. 135, 096602 (2025). DOI: https://doi.org/10.1103/yrs7-m6zy.

（审稿：周宗兴）