报告人：余智明 教授（北京理工大学）

题目：第二类反铁电性

时间：2026年4月16日（周四）上午9：30

地点：理工楼1201

联系人：李振华

报告摘要：

反铁电性是物理学和材料科学中的一个基本概念。传统反铁电体的物理图像是实空间中呈现出交替排列的局域电偶极子。在此，我们提出了一类新型的反铁电体：第二类反铁电体。该体系在动量空间具有隐藏的电极化：也即，动量空间中两个对称性解耦的子空间中具有非零、相反的电极化。与传统反铁电体不同，第二类反铁电体的序参量可通过贝里相理论进行严格表述，并可从电子能带结构中定量提取。基于对称性的不同，第二类反铁电体可以具有不同的子类。针对具有自旋U(1)对称性和镜面对称性的第二类反铁电体子类：自旋反铁电和镜面反铁电，我们确立了相关的对称性约束条件，并给出了所有与之兼容的对称点群。此外，我们发现第二类反铁电序与反铁磁性、交错磁性本质上共存，从而揭示了一种稳健的磁电耦合形式。针对自旋反铁电，我们构建了一个具有交错磁性的反铁电模型，并预言了多种具有该物态的材料候选，例如 FeS、Cr₂O₃、MgMnO₃，以及单层MoICl₂和双层CrI₃。此外，我们还揭示了与自旋反铁电体相关的独特物理现象，包括在反铁电翻转过程中产生的自旋流，以及在边界和畴壁处出现的局域自旋极化等。我们的研究揭示了一类此前未被发现的、具有新奇多铁性的量子材料，为基础科学探索及技术应用均提供了新的可能。

个人简介：

余智明，北京理工大学教授，从事新奇量子的设计、预言和物性研究，2021年获批优秀青年基金（海外），主持国家重点研发计划“物态调控”重点专项项目课题。发表SCI论文100余篇，含15篇PRL、2篇Sci. Bull.、6篇NC等，18篇论文单篇引用超过100次， H指数46，引用8800余次。近年来，使用多维度协同的对称性分析方法和自主建立的晶体群及其表示数据库，实现对晶体群的快速遍历和多维度分析，在多个研究领域预言了一系列新奇物态，比如（1）遍历晶体群，构建了晶体演生粒子百科全书，该工作获Sci. Bull. 2023 Best Paper Award；（2）基于实空间和动量空间协同分析，设计了具有“X-子层”（X：能谷、自旋等）耦合效应的新奇物态，理论实现全电、精准调控X 自由度。（3）基于整体-子空间协同分析，提出了第二类反铁电体，实现了反铁电序参量的定量研究，并极大地拓宽了反铁电材料的存在范围。