近日，我校物理学院徐陈超副教授与浙江大学物理学院曹超教授、林海青院士、王孝群教授等合作，在铬基笼目晶格材料CsCr3Sb5研究上取得新进展, 相关研究成果以题为“Altermagnetic Ground State in Distorted Kagome Metal CsCr3Sb5”，发表于Nature Communications（《自然-通讯》，IF=16.6）上。

CsCr3Sb5是浙江大学曹光旱教授课题组近期制备合成的首个在磁性基态附近出现超导的笼目晶格材料[Nature 632, 1032–1037 (2024)]。该材料在常压低温下有自旋密度波转变，并伴随着4a0的结构畸变。通过加压抑制其自旋密度波及结构畸变后，其出现最高转变温度Tc=6.4 K的超导。基于第一性原理计算，研究团队对CsCr3Sb5的电子结构、磁性和结构稳定性进行了系统研究。研究团队利用基于对称性的磁性高通量搜索方法，对该材料2000多个磁构型展开搜索，预测该材料在常压下的基态是一种42交替磁性自旋密度波(Altermagnetic-SDW)态，其自旋子晶格由一个滑移镜面对称性操作连接，并且具有4a0结构调制(图1)。在Altermagnetic-SDW态下，能带存在明显的自旋劈裂，且导致自旋极化的费米面[图1(b, c)]。研究还发现存在其他多个能量相近的竞争SDW相，这表明在有限温度下存在强烈的磁性涨落。加压后，竞争序之间的能量差异以及结构调制被抑制。然而，即使在高达30 GPa的压力下，非磁性相的高对称性笼目晶格仍不稳定（图2），表明磁性涨落依然起着重要的作用。这些结果显示，磁性对于稳定CsCr3Sb5的晶体结构在常压及高压下都起着关键作用。

图1 CsCr3Sb5的交替磁性自旋密度波态。(a)交替磁性自旋密度波构型。(b)交替磁性态费米能量附近自旋劈裂能带。(c) 交替磁性态的费米面截面。红色/蓝色表示自旋向上/向下。

图2 笼目晶格非磁性态和交替磁性自旋密度波态声子谱。(a,b) 常压和30GPa下笼目晶格非磁性态声子谱 (c)常压交替磁性自旋密度波态声子谱.

论文第一作者为我校物理学院副教授徐陈超，通讯作者为浙江大学物理学院曹超教授、王孝群教授和林海青院士。我校物理学院戴建辉教授、浙江大学物理学院曹光旱教授、武思祺博士和杭州天目山实验室智国翔博士是文章的共同作者。我校物理学院鲍金科副教授、王江帆副教授、邵德喜博士以及浙江工业大学刘艺教授、许晓峰教授提供了宝贵的建议。杭州师范大学为论文的第一单位，浙江大学和杭州天目山实验室为合作单位。文章得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和杭州师范大学科研启动经费的资助，并得到了杭州市量子物质调控重点实验室以及浙江大学物理高等研究院的大力支持。杭州师范大学高性能计算中心以及浙江大学关联物质研究中心计算集群提供了相关的计算资源。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-58446-6。