我院硕士研究生周梦瑶，在导师梁龙老师指导下与张浩然老师和杨丽君老师在外尔半金属磁性相互作用的研究中取得重要进展，最近在《Physical Review B》上发表题为“Weyl-mediated Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida interaction revisited: imaginary-time formalism and finite temperature effects”的研究论文[Phys. Rev. B 112,054449 (2025)]。

  外尔半金属是一类具有拓扑非平庸电子结构的新型量子材料。这类量子材料以外尔费米子为低能激发态，是凝聚态物理研究的前沿领域。Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用是一种由巡游电子传导的局域磁矩之间的相互作用，呈现出随空间距离衰减振荡的特点，是理解稀土金属磁有序现象的关键机制。我院张浩然老师与合作者早在2015年便率先开展了外尔半金属与狄拉克半金属中RKKY相互作用的研究，且相应的成果以Rapid Communications形式发表在《Physical Review B》上［Phys. Rev. B 92,241103(R)(2015)］，并获得国际同行广泛关注（截至目前被引用110多次）。

  近年来，随着磁性外尔半金属（如稀土化合物RAIX，其中R为稀土元素，X为Ge或Si）的实验发现，磁序与电子拓扑态之间的耦合机制的研究逐渐成为领域热点。值得注意的是，在稀土外尔半金属中发现的螺旋磁序被认为与RKKY相互作用密切相关，然而学界关于外尔费米子传导的RKKY的具体形式存在争议[Phys. Rev. B 103, 155151(2019)]，且相关研究集中于零温极限。此外，在CeAlGe等材料中观测到的热稳定螺旋磁畴[Nat. Commun. 14, 5182 (2023)]的物理起源也有待阐明。

  梁龙老师等人最近发表的研究工作［Phys. Rev. B 112, 054449 (2025)］采用虚时格林函数方法计算了外尔费米子传导的RKKY相互作用，克服了以往计算中存在的发散困难，并获得了任意温度下的解析表达式。他们的研究不仅澄清了此前文献中关于衰减指数与振荡周期的争议，而且揭示出有限温度下的新效应：在有限温度条件下，长程相互作用呈现指数衰减特征，而短程Dzyaloshinskii-Moriya型相互作用在特定参数区间内随温度升高显著增强（见图1）。这一机制为解释稀土外尔半金属中热稳定螺旋磁畴的实验现象提供了新思路。该项研究获得审稿人的高度评价。一位审稿人指出：“此研究极大推进了我们对外尔费米子传导的RKKY相互作用的理解”，“解决了一个长期存在的争议”；另一位审稿人评价称：“该工作对理解外尔半金属中的RKKY相互作用作出了重要贡献”。 

  该研究工作得到中国国家自然科学基金（项目编号：12204329，12204331和11547200）的资助。

  论文链接：Weyl-mediated Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida interaction revisited: Imaginary-time formalism and finite temperature effects | Phys. Rev. B

编辑：唐荣   审核：闫从华   终审：廖磊