学术活动预告：刘奇航——磁性的对称理论-物理与电子科学学院

报告承办单位:物理与电子科学学院

报告内容:磁性的对称理论

报告人姓名:刘奇航

报告人所在单位:南方科技大学

报告人职称/职务及学术头衔:教授

报告时间:10月23日下午3点

报告地点:理科楼B413

报告人简介:

刘奇航，南方科技大学教授，本科及博士均毕业于北京大学物理学院，曾在美国西北大学、科罗拉多大学博尔德分校进行博士后研究。主要从事计算凝聚态物理研究，研究兴趣聚焦于量子材料中的对称性新理论与新效应。近年的主要工作包括系统发展了描述磁性材料对称性的自旋空间群理论，并应用该理论对磁有序结构进行了严格的数学分类，以及拓展了“非常规磁体”的新方向，相关成果发表于Nature、Nat. Phys.、Phys. Rev. X、Phys. Rev. Lett. 等学术期刊。共发表SCI论文100余篇，H指数为52。作为负责人曾获批基金委青年基金A类项目、国家重点研发计划青年项目、深圳市杰青项目等；曾获腾讯“科学探索奖”、广东省青年科技创新奖等荣誉。

报告摘要：

长期以来，磁有序材料的物理性质被认为由磁空间群的对称理论所决定。近年来的研究表明，一种更为完备的群——即结合了独立自旋操作与空间操作的自旋空间群——能够为各类磁有序材料的几何构型与物性提供更全面的描述。本报告将介绍自旋空间群理论的最新进展，并从三个方面介绍其应用：（i）磁性的严格分类：基于自旋空间群对净自旋磁化的约束，我们建立了铁磁-反铁磁二分法的严格分类，并进一步提出"定向自旋空间群"，统一了自旋空间群与磁空间群的理论框架，揭示了"自旋-轨道磁性"这一新的磁性类别；（ii）磁结构的大规模预测：从晶体结构出发，利用定向自旋空间群的对称约束自动生成高对称磁结构，并结合第一性原理计算筛选磁基态，无需任何先验实验信息即可复现MAGNDATA数据库中约80%的磁基态；（iii）非常规磁体：自旋群理论催生了“非常规磁体”这一新兴方向。这类材料兼具反铁磁构型与类铁磁性质，涵盖自旋劈裂（交错磁体）、量子几何、多铁性与拓扑磁子等丰富物态。最后，本报告将介绍我们自主开发的在线程序 FINDSPINGROUP（https://findspingroup.com/），可用于判定磁性材料的对称性分类及其相关物性。

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