无自旋轨道耦合反铁磁体中自旋分裂与重构能带结构的自下而上设计：基于增广多极子的流程

我们提出了一种在无自旋轨道耦合反铁磁体中具有本征自旋和动量依赖性的电子能带结构的高效微观设计流程。我们这种创建所需自旋分裂和重构能带结构的自下而上设计方法，可进一步发现展现巨大自旋依赖和/或非互易输运、磁电和弹性响应的实用无自旋轨道耦合材料，这些均是此类能带结构的结果。我们利用电多极子和磁环多极子这两种极性多极自由度，建立了在无自旋轨道耦合系统中构造对称/反对称自旋分裂和反对称变形自旋无关能带结构的系统性指南。这两种极性多极子描述了跳跃哈密顿量中的任意自由度，其中团簇内的 onsite 和 offsite 自由度分别描述为团簇多极子和键多极子，而连接团簇间的另一自由度表示为动量多极子。通过使用这些多极描述，我们阐明了在磁有序态中实现本征能带变形的简单微观条件：当团簇和键多极子包含相同对称性的多极子时，在共线磁体中实现对称自旋分裂。当存在键型磁环多极子时，在非共线反铁磁体中发生反对称自旋分裂。此外，在非共面反铁磁体中实现具有自旋简并的反对称能带变形。我们举例说明了三种晶格系统，以展示磁有序下的能带变形。基于所提流程，我们根据磁结构数据库 MAGNDATA 列出了展现本征能带变形的各类候选材料。