近年来，新兴磁性态——交错磁性（Altermagnetism）因其兼具反铁磁体零净磁矩与铁磁体自旋劈裂能带的独特双重特征，成为凝聚态物理和材料学领域的重要研究方向。交错磁体能够在不依赖强自旋轨道耦合的情况下产生动量依赖的自旋分裂，为探索新型拓扑量子态和低功耗自旋器件提供了全新平台。 

近期，来自中山大学物理学院姚道新教授团队在物理学期刊 Frontiers of Physics (Beijing) 发表研究论文，论文首次构建了蜂巢晶格上共线交错磁系统中的理论模型，结合第一性原理计算、紧束缚模型以及拓扑能带理论，系统研究了Dirac点与Weyl点的形成机制、演化规律及其拓扑响应并揭示了由晶体对称性约束与内在时间反演对称性破缺相互作用产生的独特拓扑节点，其相关的拓扑响应对于自旋电子学应用具有重要意义。

上图为蜂窝交错磁体模型示意图；下图为Dirac点与Weyl点的演化过程。 

研究发现，在键二聚化调控下，蜂窝晶格中的Dirac点会沿布里渊区高对称路径移动，并在特定临界条件下发生合并与湮灭，从而驱动拓扑相变。当引入交错磁序后，时间反演对称性被打破，能带发生自旋分裂，原本的Dirac简并进一步演化为Weyl点，这些Weyl点受到晶体对称性的保护，能够在动量空间中稳定存在。进一步计算表明，Berry曲率主要集中分布于Weyl点附近，形成类似“磁单极子”的拓扑结构，当Weyl点的简并被解除后，其作为Berry曲率源与汇的拓扑特征会诱导受拓扑保护的手性自旋极化边缘态，并产生有限的反常霍尔电导和谷霍尔电流。 

该工作系统研究了蜂窝交错磁体中的Dirac点演化、Weyl相形成及其拓扑输运性质，揭示了交错磁序调控拓扑电子态的新机制。研究结果不仅为理解二维交错磁体中的拓扑电子态提供了理论框架，也为基于MnPS₃、FePS₃和NiPS₃等磁性材料设计新型谷电子学和自旋电子学器件提供了重要实验方向。此外，该模型有望在超冷原子光晶格以及拓扑电路等可调控平台中实现，为实验观测Weyl点演化、Berry曲率分布以及谷相关拓扑输运效应提供了新的途径。

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 RESEARCH ARTICLE

Dirac points and Weyl phase in a honeycomb altermagnet

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张梦菡，中山大学物理学院24级理论物理博士研究生。 

郭璇，中山大学物理学院24级凝聚态物理硕士研究生。

 姚道新，中山大学物理学院教授，博士生导师，理论物理学科负责人。主要研究关联电子体系、高温超导、量子磁性、拓扑物态、计算物理等，在国际物理学刊物上发表学术论文200余篇，包括Nature、Nature Communications、Physical Review Letters、Science Bulletin、npj Quantum Materials、Frontiers of Physics (Beijing)封面论文。

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