无约束磁性的自旋群对称性准则

无约束磁性通常被分为两大基本类别：偶极性磁体 (EPMs) 和奇极性磁体 (OPMs)。这两类在动量反演下分别表现为相同和相反的自旋分裂，同时保持对称性补偿的磁化。在本文中，我们提出一种基于自旋空间群的统一框架，为两类磁性建立完善的对称性准则。该框架不仅给出 EPMs 和 OPMs 的完整分类，还揭示了大量新的由对称性驱动的机制。具体而言，我们将两类磁性按其自旋纹理分为三类：共线 (type-I)、平面共线 (type-II) 和非共线 (type-III)，并演示两类磁性可分别实现于共线、平面共线和非共线磁序中。我们识别出 OPMs 的八种对称性驱动机制以及 EPMs 的七种机制，其中一些无约束磁性范例，例如altermagnet 天然地出现在 EPMs 的特定机制中。借助这些确立的准则，我们从 Magndata 数据库中识别出大量候选材料，实现了 OPMs 和 EPMs 的新型对称性机制。我们的工作为理解、预测和设计无约束磁性材料奠定了基础性的对称框架。