北航新闻网3月2日电（通讯员 刘锐）近日，我校物理学院微纳物理与应用研究室理论团队李伟副教授、博士生李涵等与复旦大学、中科院物理所和香港大学的合作者在三角反铁磁体量子理论研究中取得进展。工作通过大尺寸的量子多体热力学与动力学模拟，确定二维磁体TmMgGaO₄(TMGO) 的微观模型和精确参数，并提出在中间温度展现出奇特的二维Kosterlitz-Thouless (KT) 相。此前人们在二维超流和超导中观察到KT相变，而此项理论工作第一次在实际二维磁性材料中预言了KT物理的存在。工作通过分析自旋谱发现了三角晶格反铁磁体中的类旋子激发，解释为竞争条纹反铁磁序导致的“幽灵软模”，并结合赝自旋映射阐明了其拓扑起源。相关工作于2020年2月28日以“Kosterlitz-Thouless Melting of Magnetic Order in the Triangular Quantum Ising Material TmMgGaO₄”为题在线发表于《自然·通讯》（Nature Communications），北航物理学院为工作的第一作者和通讯作者单位。

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我校物理学院李伟副教授课题组自2015年以来，专注于量子多体物理与张量网络方法，并应用于研究具有新奇涌现性质的关联物质与量子材料，提出系列的张量重正化群方法，做出高水平原创性成果，发表在Phys. Rev. X, Phys. Rev. Lett. 等国际权威学术期刊上，在有限温度量子多体物理研究中作出了有特色的方向。在本工作中，博士生李涵（第一作者，导师李伟）采用李伟课题组指数张量重正化群方法（PRX 2018）开展大规模计算，与实验对比寻找到了TMGO的精确模型参数，成功“破译”了这个有趣的磁性晶体“材料基因”。 

这个工作也是与国内兄弟院校通力合作，构建量子多体计算新范式的结晶。论文的另一个第一作者是物理研究所博士生廖元达，他采用量子蒙特卡洛方法开展了大尺寸动力学计算。复旦大学戚扬教授、香港大学孟子杨副教授与我校李伟副教授分别围绕有效场论、自旋谱学和热力学性质对问题开展研究，并列为论文的通讯作者。我校物理学院博士生陈斌斌（导师陈子瑜教授）辅助进行了部分张量和蒙卡计算，硕士生曾旭涛和导师胜献雷助理教授对TMGO材料开展了密度泛函计算与分析，为论文共同作者。

本工作获得国家自然科学基金委和北航卓越百人计划、北航青年拔尖人才支持计划等资助。

论文的在线链接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-14907-8

微纳物理与应用研究室主页：http://datastorage.buaa.edu.cn

微纳物理与应用研究室—关联量子物质与材料主页：https://wlibuaa.github.io/

（审核：李广超）

编辑：贾爱平