他们突破的细节近期发表在期刊《物理评论研究》(Physical Review Research)上。
东北大学材料研究所副教授井口聪(Satoshi Iguchi)指出:“与典型的相互吸引磁体不同,反铁磁体(altermagnets)不表现出净磁化,但它们仍能影响反射光的偏振。这使得使用传统光学技术研究它们变得困难。”
为克服这一难点,井口聪及其同事将新推导出的通用光反射公式应用于这种有机晶体,成功阐明了其磁性和起源。
该研究组成员还包括:日本同步辐射研究所(JASRI)的池本裕香(Yuka Ikemoto)和森脇太郎(Taro Moriwaki);关西学院大学物理与天文系的伊藤博武(Hirotake Itoh);东北大学物理系的岩井慎一郎(Shinichiro Iwai);以及同样来自材料研究所的古川哲也(Tetsuya Furukawa)和佐佐木孝彦(Takahiko Sasaki)。
团队新推导的通用光反射公式基于麦克斯韦方程组(Maxwell's equations),适用于广泛的材料,包括像本研究所用有机化合物这样晶体对称性较低的材料。
这一新理论框架还使团队开发出精确的光学测量方法,并将其应用于有机晶体κ-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Cl。他们成功测量了磁光克尔效应(MOKE),并提取了非对角光学电导谱,这提供了关于材料磁性和电子特性的详细信息。
结果揭示了光谱中的三个关键特征:(1) 表明自旋能带分裂的边缘峰;(2) 与晶体畸变和压磁效应相关的实部;(3) 与旋转电流相关联的虚部。这些发现不仅证实了材料的反铁磁性本质,也证明了新开发的光学方法的强大能力。
井口聪补充道:“这项研究为探索更广泛材料(包括有机化合物)中的磁性打开了大门,并为未来基于轻质柔性材料的高性能磁器件开发奠定了基础。”
Story Source:
Materialsprovided byTohoku University.Note: Content may be edited for style and length.
Journal Reference:
Satoshi Iguchi, Hiroki Kobayashi, Yuka Ikemoto, Tetsuya Furukawa, Hirotake Itoh, Shinichiro Iwai, Taro Moriwaki, Takahiko Sasaki.Magneto-optical spectra of an organic antiferromagnet as a candidate for an altermagnet.Physical Review Research, 2025; 7 (3) DOI:10.1103/nnz3-tq7y
2025-08-30
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