近年来，一种被称为交错磁性的共线磁性引起了广泛关注。这种磁性具有动量依赖的能带和自旋分裂，但没有净磁化。寻找具有接近费米能级的大分裂的交错磁性材料必然需要三维k空间映射。这对于自旋电子学应用和新兴现象至关重要，但仍然具有挑战性。
2025年2月7日，浙江大学刘洋、徐远锋、湖北师范大学张勇军在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Three-dimensional mapping of the altermagnetic spin splitting in CrSb》的研究论文，2020级博士生杨国威、Zhanghuan Li为论文共同第一作者，刘洋、徐远锋、张勇军为论文共同通讯作者。
刘洋，浙江大学物理学院研究员。2004年本科毕业于中国科技大学。2010年在美国伊利诺伊大学香槟分校（UIUC）获得博士学位，导师为Tai-chang Chiang。其后在美国阿贡国家实验室的先进光源(Advanced Photon Source)从事硬X射线散射方面的研究。2014年在美国康奈尔大学进行氧化物薄膜的研究（导师为Darrell Schlom和Kyle Shen）。2015年在浙江大学工作，任百人计划研究员（tenure-track)。2022年起任研究员（with tenure)。
刘洋主要从事凝聚态物理的实验研究，利用薄膜生长、光电子能谱、同步辐射X射线等方法研究关联和低维量子材料的物理性质与电子结构。
徐远锋，浙江大学物理学院研究员。1991年生，2013年本科毕业于重庆大学，2019年获中科院物理所博士学位（导师：戴希、翁红明）。2019-2022年先后在德国马普所-微结构物理所 （合作导师： B. Andrei Bernevig）、美国普林斯顿大学从事博士后研究（合作导师： B. Andrei Bernevig），2022年加入浙江大学任百人计划研究员、博士生导师。
徐远锋的研究兴趣包括1.拓扑物态分类，拓扑材料中的量子几何效应；2.量子材料中电子、自旋、声子等多自由度耦合及其演生物态；3.强关联电子体系的第一性原理计算方法。
张勇军，湖北师范大学材料科学与工程学院副教授。2014年本科毕业于新疆大学，2020年获得浙江大学博士学位，师从“教育部长江学者”袁辉球教授。2020年加入湖北师范大学。
张勇军副教授主要从事磁性材料、超导材料、阻挫材料、拓扑材料等晶体材料的生长和极端条件下的物性研究。在量子相变、非常规超导等领域取得了一系列重要研究成果，在Nature、Physical Review Letters、PNAS、Science Bulletin、Physical Review B、JPCM等国际期刊上发表多篇学术论文。
在本文中，作者使用基于同步辐射的角度分辨光电子能谱（ARPES）、自旋分辨ARPES和模型计算，揭示了CrSb中接近费米能级的一个高达约1.0 eV的交错磁性分裂。
作者通过系统的三维（3D）k空间映射验证了其体块型g波交错磁性，明确揭示了交错磁对称性和相关的节点平面。自旋分辨的ARPES测量进一步验证了费米能级附近分裂带的自旋极化。
紧束缚模型分析表明，大的交错磁分裂是由Sb离子介导的强第三近邻跃迁引起的。金属态CrSb的费米能级附近的大能隙/自旋分裂，以及其高居里温度（高达705 K）和简单的自旋构型，为探索基于交错磁性的新兴现象和自旋电子学应用铺平了道路。
图1：CrSb的自旋/晶格结构及样品表征
图2：CrSb中体态g波交错磁性分裂的kz依赖性
图3：CrSb中g波交错磁性的面内动量依赖性
图4：自旋分辨ARPES验证CrSb中能带的自旋极化
图5：CrSb中大交错磁性分裂的起源
综上，本研究利用基于同步辐射的角度分辨光电子能谱（ARPES）、自旋分辨ARPES以及模型计算，揭示了CrSb中接近费米能级的高达约1.0 eV的大的交错磁性分裂，并通过系统的3D动量空间（k空间）映射验证了其体态的g波交错磁性。
该研究不仅为理解交错磁性材料的电子结构提供了直接的光谱学证据，还揭示了其独特的自旋极化特性，这对于探索基于交错磁性的新奇物理现象和自旋电子学应用具有重要意义。
CrSb的大能隙/自旋分裂特性，结合其高达705 K的居里温度和简单的自旋构型，为探索基于交错磁性的新奇现象（如拓扑态、非常规超导性）和自旋电子学应用（如自旋注入、自旋阀等）提供了理想的材料平台。
Yang, G., Li, Z., Yang, S. et al. Three-dimensional mapping of the altermagnetic spin splitting in CrSb. Nat. Commun., (2025).