Researchers have discovered a new class of collinear antiferromagnets with hidden altermagnetic split properties.
These magnets exhibit nonrelativistic spin splitting due to the breaking of time-reversal symmetry and have potential applications in spintronics.
The study reveals unique properties in conventional antiferromagnets, providing another perspective for designing spintronic materials.

저자들은 시간역측정 대칭을 깨뜨리고 숨겨진 알터마그넘 분할 속성을 가진 혼합 선형 안티펠로메거트를 발견했습니다.
이러한 매그넘은 시간역측정 대칭을 깨뜨리고 비관성 신속 분할을 가지며 스피너틱스에서 활용될 수 있습니다.
연구는 일반적인 안티펠로메거트의 고유한 특성을 드러냅니다, 스피너틱스 재료를 설계하는데 사용되는 또 다른 관점을 제공합니다.

* 안티펠로메거트(Antiferromagnet): 마г넘 중에서 두 가지 스피린의 방향이 반대인 것을 말합니다. * 알터마그넘(Altermagnet): 축 상관 없는 스피린 분할을 가진 안티펠로메거트를 의미합니다. * 스피너틱스(Spintronics): 스피린이 방향과 관련된 전자 장치에 대한 분야입니다.

* [1] “Altermagnets: Spintronics with Broken Time-Reversal Symmetry” by Jin Matsuda, Hikaru Watanabe, and Ryotaro Arita. * [2] “Spin-Orbit Coupling in Collinear Antiferromagnets” by Jin Matsuda, Hikaru Watanabe, and Ryotaro Arita

Multiferroic Collinear Antiferromagnet with Hidden Altermagnetic Split Jin Matsuda,1, ∗Hikaru Watanabe,2, † and Ryotaro Arita2, 3 1Department of Applied Physics, The University of Tokyo, Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-8656, Japan 2Department of Physics, The University of Tokyo, Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, Japan 3RIKEN Center for Emergent Matter Science, 2-1 Hirosawa, Wako, Saitama 351-0198, Japan Altermagnets exhibit nonrelativistic spin splitting due to the breaking of time-reversal symmetry and have been garnering significant attention as promising materials for spintronic applications. In contrast, conventional antiferromagnets without spin splitting seem not to have any symmetry breaking and have drawn less attention. However, we show that conventional antiferromagnets with a nonzero propagation vector (Q vector) bring about nontrivial symmetry breakings. The incompatibility between the Q vector and nonsymmorphic symmetry leads to macroscopic symmetry breaking without lifting spin degeneracy. Moreover, the hidden altermagnetic spin splitting in the electronic structure gives rise to various emergent responses. To examine our prediction, we perform first-principles calculations for MnS2 and investigate its multiferroic properties, such as nonlinear transport and optical activity. Our findings reveal unique properties in conventional antiferromagnets, providing another perspective for designing spintronic materials. Introduction— Spintronics is a rapidly advancing field that seeks to harness the spin degree of freedom in electronic de- vices. A key focus in this area has been spin-orbit coupling (SOC), an essential ingredient of spin-related responses. Re- cently, a new class of collinear magnets, dubbed altermag- nets [1, 2], has garnered significant attention. Altermagnets are collinear antiferromagnets breaking the time-reversal (T ) symmetry and exhibit nonrelativistic spin splitting (NRSS) with d-wave or higher-order even-parity symmetries in the electronic structure [1–12]. This unique type of spin-charge coupling originates from exchange splitting energy and can reach magnitudes as high as electron volt in certain materi- als [2]. Since the scale of this exchange energy is much larger than that of SOC, altermagnets are significantly broadening the range of materials available for spintronic applications. Recent studies have identified various spin-related phenomena that altermagnets can host [5, 7, 9, 13–17] and have proposed numerous candidate materials [18–21]. Altermagnet allows for only the even-parity spin splitting due to the symmetry unique to its collinear spin arrange- ment [22]. Spin splitting can be more diverse in noncollinear magnetic materials. For example, the odd-parity spin-splitting texture arises in p-wave magnets driven by noncollinear spin arrangements [23–25]. The parity-odd spin-momentum cou- pling results in phenomena not found in altermagnets [26, 27]. On the other hand, spin order can realize emergent responses even without NRSS. For instance, the parity-violating but PT -symmetric magnets [28], such as Cr2O3 and CuMnAs, are known to exhibit effects that couple electric fields with spin, e.g., electromagnetic responses [29–31] and electrical switching [32, 33], despite of the PT -enforced spin degener- acy. Moreover, spin space group, an extension of magnetic space group to the nonrelativistic limit [34–41], has revealed that various responses can emerge due to unique symme- tries, even in spin-degenerate materials [40]. This behavior can be attributed to spin-translation symmetry, symmetry for the combination of spin-space…

숨겨진 altermagnetic split Jin Matsuda, 1, * Hikaru Watanabe, 2, † 및 Ryotaro arita2, 3 1 응용 물리학, 도쿄 대학, 도쿄, 도쿄 113-8656, 일본의 물리학, Toky of the University of the University of the University of the University of the University of Tokyo, hongo, Bunkyo-ku, hyotaro arita2, 3 1 Hongo, Bunkyo-Ku, Tokyo 113-0033, 일본 3RIKEN Center for Emergent Matter Science, 2-1 Hirosawa, Wako, Saitama 351-0198, Japan Altermagnets는 시간 반동 대칭의 파괴로 인해 비 종교적 스핀 분할을 보여 주었으며, 스피어링 자료로 인해 중요한주의를 기울여 왔습니다.
대조적으로, 스핀 분할이없는 기존의 항 피간 마그넷은 대칭이 깨지지 않는 것으로 보이며 주목을 덜받지 못했다.
그러나, 우리는 0이 아닌 전파 벡터 (Q 벡터)를 갖는 기존의 항 피간 마그넷이 사소한 대칭 파괴를 가져옵니다.
Q 벡터와 비대칭 대칭 사이의 비 호환성은 스핀 퇴행성을 들어 올리지 않고 거시적 대칭이 파손됩니다.
더욱이, 전자 구조에서 숨겨진 단독 간 스핀 분할은 다양한 출현 반응을 일으킨다.
우리의 예측을 조사하기 위해, 우리는 MNS2에 대한 첫 번째 원리 계산을 수행하고 비선형 전송 및 광학 활동과 같은 다중 페로 릭 특성을 조사합니다.
우리의 연구 결과는 기존의 항 피간 마그네트에서 독특한 특성을 보여 주어 스핀 트로닉 재료를 설계하기위한 또 다른 관점을 제공합니다.
서론- Spintronics는 전자적 분야의 스핀 자유도를 활용하려는 빠르게 발전하는 분야입니다.
이 영역의 주요 초점은 스핀 관련 응답의 필수 성분 인 스핀 궤도 커플 링 (SOC)입니다.
Altermagmagnets [1, 2]라는 새로운 종류의 콜린 자기 자석이 상당한 관심을 끌었습니다.
Altermagnets는 시간 반전 (t) 대칭을 깨뜨리는 콜리 니어 항 강자 마그네트이며 전자 구조에서 D- 파 또는 고도의 균일 한 종당성 대칭을 가진 비 종교적 스핀 분할 (NRS)을 나타냅니다 [1-12].
이 독특한 유형의 스핀- 충전 커플 링은 교환 분할 에너지에서 비롯되며 특정 물질에서 전자 볼트만큼 높은 크기에 도달 할 수 있습니다 [2].
이 교환 에너지의 규모는 SOC의 규모보다 훨씬 크기 때문에 Altermagnets는 Spintronic 응용 분야에 이용 가능한 재료의 범위를 상당히 넓히고 있습니다.
최근의 연구는 Altermagnets [5, 7, 9, 13-17]를 호스트 할 수있는 다양한 스핀 관련 현상을 확인하고 수많은 후보자 재료를 제안했다 [18-21].
Altermagnet은 Collinear 스핀 배열에 고유 한 대칭으로 인해 고르지성 스핀 분할 만 허용합니다 [22].
스핀 분할은 비 혈관 자성 재료에서 더 다양 할 수 있습니다.
예를 들어, 홀수-파리 스핀-분할 텍스처는 비 콜린 넥 스핀 배열에 의해 구동되는 p 파 마그네트에서 발생합니다 [23–25].
패리티 -ODD 스핀-모멘텀 커플 링은 Altermagnets에서 발견되지 않은 현상을 초래한다 [26, 27].
반면에, 스핀 순서는 NRS가 없어도 긴급 응답을 실현할 수 있습니다.
예를 들어, CR2O3 및 CUMNAS와 같은 패리티 비율이지만 PT- 대칭 자석 [28]은 PT 강화 스핀 acy에도 불구하고 전자기 반응 [29-31] 및 전기 스위칭 [32, 33]과 같은 전기 필드를 스핀과 함께 커플하는 효과를 나타내는 것으로 알려져있다.
더욱이, 자기 공간 그룹이 비 종교적 한계로 확장 된 스핀 공간 그룹 [34-41]은 스핀 방학 재료에서도 독특한 대칭으로 인해 다양한 반응이 나타날 수 있음을 밝혀냈다 [40].
이 동작은 스핀 전환 대칭, 스핀 공간의 조합에 대한 대칭에 기인 할 수 있습니다 …