近日，Phys. Rev. Lett.在线发表了中科院上海微系统与信息技术研究所(SIMIT)乔山研究员、Jishan Liu、中国科学技术大学沈大伟研究员、孙岩研究员和南京大学温锦生教授课题组的研究论文，题目为「Absence of Altermagnetic Spin Splitting Character in Rutile Oxide RuO₂」，论文的第一作者为Jiayu Liu、Jie Zhan、Tongrui Li和Jishan Liu。

最近，交错磁（AM）被提出作为具有共线磁序晶体中常规铁磁（FM）和反铁磁（AFM）之外的第三种基本磁相。在这个磁相中，具有相反自旋的子晶格通过实空间旋转而不是平移或反转变换来连接。金红石RuO₂被认为是一种潜在的d波交错磁候选材料，预测的自旋分裂高达1.4 eV。尽管积累了理论预测和输运测量，但自旋分裂的直接光谱观测仍然难以捉摸。

在此研究中，作者采用自旋和角分辨光电子能谱（ARPES和SARPES）来研究薄膜和单晶RuO₂的能带结构和自旋极化。与交错磁性的预期相反，研究分析表明RuO₂的电子结构与非磁性条件下预测的电子结构一致，并没有证据表明存在假设的自旋分裂。此外，观察到低位体相能带的显著面内自旋极化，这在高对称平面上是反对称的，并且由于时间反演对称性破缺而与d波自旋纹理相反。这项研究发现彻底挑战了之前提出的金红石RuO₂的交错磁序，促使人们重新评估其磁性。

图1 | RuO₂的晶体结构、能带结构和表征。

图2 | RuO₂的费米面和色散。

图3 | 非磁性态和交错磁性态计算能量色散的比较。

图4 | RuO₂中的自旋极化。

论文信息：

Liu, J., Zhan, J., Li, T. et al. Absence of Altermagnetic Spin Splitting Character in Rutile Oxide RuO2. Phys. Rev. Lett., 2024, 133, 176401.

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.176401

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