（通讯员：吴文昌、杨柳）近日，我校湖北省弱磁场探测工程技术研究中心自旋电子学研究团队在复杂反铁磁材料磁输运研究领域取得研究进展，对Mn₅Si₃块体单晶温度和磁场驱动的多重磁相变及磁输运特性进行了实验观测与分析。相关研究成果以“Multiple magnetic phase transitions and magnetotransport in antiferromagnet Mn₅Si₃ bulk single crystal”为题，发表于物理类国际权威期刊《Applied Physics Letters》。

反铁磁材料因其对杂散场的鲁棒性以及支持超快动力学等特点，在自旋电子学功能器件中备受关注。金属性反铁磁体Mn₅Si₃因存在两个不等价Mn亚晶格和竞争相互作用，拥有极为丰富的多磁相变行为，但长期以来，其复杂的磁重构过程如何在输运信号中留下特征印记，始终是该领域的科学难题。传统的磁场扫描测量主要量化异常的幅度和特征场尺度，但难以提供区分紧密竞争的磁构型所需的直接对称性信息。该研究通过引入角度依赖磁电阻（ADMR）作为对称性分辨的探测手段，顺利构建了较为完整的实验图像。

具体而言，研究团队发现，在100K以下的低温区间，Mn₅Si₃单晶磁电阻（MR）表现出显著的异常输运行为，表明其反铁磁态发生了连续的重构。纵向MR在低场区域表现出极强的响应，并伴随明确的特征场尺度。进一步研究利用面内磁场旋转的ADMR测量提供了一个独特的对称性指纹：通过2+4+6傅里叶级数分解，清晰地揭示了各向异性散射中对称性权重的重新分布。特别是在低温和高磁场条件下，六重对称分量显著增强；在20K和7T下出现了可重复的非正弦特征，进一步表明旋转磁场诱发了超越静态描述的磁矩微观重新排列。该研究不仅进一步明晰Mn₅Si₃单晶中多重磁构型与输运特性之间的深度关联，还证明了对称性敏感的磁输运技术（包括ADMR）是探测复杂反铁磁重构的有效手段。

据悉，我校湖北省弱磁探测工程技术研究中心在读研究生吴文昌为该论文第一作者，中心易立志副教授、何雄校聘副教授和潘礼庆教授为论文通讯作者，中心研究生李世琦、邹阳，鲁广铎副教授、许云丽副教授参与了相关工作，三峡大学为论文第一单位。该工作得到了国家自然科学基金和湖北省自然科学基金青年项目的资助与支持。

论文链接：https://doi.org/10.1063/5.0325706