单层反铁磁体的化学设计

晶体对称性配对的自旋-动量锁定（CSML）源于反铁磁体中连接不同磁子晶格的内禀晶体对称性，赋予了许多奇异的自旋电子学性质，如非常规压电磁性和非共线自旋流。然而，单层反铁磁体的匮乏限制了维度受限现象的进一步探索和纳米结构器件的应用。在此，我们提出受层状反铁磁体 V$_2$(Se,Te)$_2$O 子晶格对称性启发的通用化学设计原理，通过保持对称性的结构修饰和价态自适应化学取代，构建了 2600 个候选材料，涵盖四种结构框架 M$_2$A$_2$B$_{1,0}$ 及其 Janus 衍生物。高通量计算识别出 670 个具有 N\'eel 序基态的潜在反铁磁体，其中 91 个展现出 CSML Dirac 锥，可实现自旋极化超快输运。这些材料还具有不同的基态磁序，并展现出从半导体、金属、半金属到 Dirac 半金属等多种电子行为。本工作不仅揭示了丰富的单层反铁磁体，还建立了其理性设计原理，为探索原子级薄体系中的受限磁性和自旋电子学打开了大门。