LaMnSi中宇称破缺反铁磁态的实现

自发对称性破缺是量子材料中功能性电子现象的基础。打破空间反演（$\mathcal{P}$）或时间反演（$\mathcal{T}$）对称性可以产生对现代自旋电子学至关重要的自旋劈裂电子能带。相比之下，宇称破缺反铁磁（AFM）序同时打破$\mathcal{P}$和$\mathcal{T}$，同时保留组合的$\mathcal{PT}$对称性，从而产生自旋简并但动量不对称的电子能带。这种动量不对称性已被提出作为非常规非互易和非线性响应的微观起源，但其实验验证一直具有挑战性，因为它需要同时建立对称性破缺的磁序和相关的电子结构。在此，我们结合软X射线角分辨光电子能谱（ARPES）和偏振分辨光学二次谐波产生（SHG）显微镜来研究LaMnSi，一种候选的宇称破缺反铁磁金属。软X射线ARPES解析了与AFM相的密度泛函理论计算一致的三维体态能带结构，而SHG显微镜检测到来自相反AFM畴的符号反转非线性光学响应，这些畴携带$\mathcal{T}$-奇宇称破缺序。这些结果共同为LaMnSi中的宇称破缺反铁磁态提供了直接证据，确立了LaMnSi作为一种宇称破缺反铁磁金属，并将此类AFM确定为一个有前景的、用于对称性控制的非互易和非线性电子响应的平台。