一种具有规则螺旋磁性的金属“p波”磁体

具有自旋分裂电子结构的反铁磁性状态，尽管净磁化强度（接近）为零，却能产生自旋电子学、磁振子学和电子学现象[1-7]。最简单的奇宇称自旋分裂——p波——最初被提出源于相互作用电子系统中的集体不稳定性[8-12]。近期理论发现了一种无需强关联即可实现p波自旋分裂电子能带的独特途径[13,14]，称为p波磁性。本文中，我们实验实现了一种金属p波磁体。X射线散射实验表明，离域传导电子的奇宇称自旋分裂源于其与局域磁矩反铁磁织构的耦合：这种织构是一种共面自旋螺旋，其磁周期为化学单胞的偶数倍。该织构破坏空间反演对称性，但在半个单胞平移下近似保持时间反演对称性，从而满足p波磁性的对称性条件。与理论预测一致，我们的p波磁体在电子传导率上表现出特征各向异性[13,14,15]。相对论性自旋轨道耦合和微弱的自发净磁化强度进一步破坏时间反演对称性，导致反铁磁体中出现巨大的反常霍尔效应（霍尔电导率>600 S/cm，霍尔角>3%）。模型计算显示，p波磁体电子结构中的自旋节面容易被微小扰动打开能隙，进而诱导反常霍尔效应。我们确立金属p波磁体为探索磁体、超导体和自旋电子器件中自旋分裂电子态功能的理想平台。