凝聚态系统中磁多极子的第一性原理理论

多极子概念通过角依赖关系刻画标量和矢量对象的空间分布，已在物理学各领域广泛使用。近年来，它被用于系统分类固态材料中原子周围电子与磁化的各向异性分布。这得益于若干表现出超出常规自由度（如电荷和磁偶极矩）的异常高阶多极矩物理现象的发现。此外，高阶电/磁多极矩已被提出作为奇异隐藏有序相中有前景的序参量。尽管对此类反常相的实验研究已提供了多极有序的令人鼓舞的观测，但理论方法发展较慢。特别是，一直缺乏针对具体材料的理论。多极子概念还被认定为刻画原子磁矩团簇中磁矩最终构型的关键量。该团簇多极矩随后被引入作为晶体中非共线反铁磁结构的宏观序参量，可解释由磁点群对称性决定其出现的反常物理现象。本综述旨在讨论研究凝聚态系统中多极自由度的第一性原理理论的最新进展。这些最新进展表明，第一性原理电子结构计算能够揭示由非传统多极自由度引起的物理现象机制的详细洞察。