近日，中国科学院理论物理研究所李伟研究员团队与南京大学物理学院温锦生教授、李建新教授团队合作，在金属铁磁体自旋动力学研究中取得重要进展，首次揭示了由近藤耦合驱动的磁振子阻尼新机制。这一发现将近藤物理的研究视角从传统上关注巡游电子的电阻反常等输运性质，拓展至局域磁矩的自旋集体激发动力学效应。相关成果以“Magnon Damping as a Probe of Kondo Coupling in Magnetically Ordered Systems”为题，于2026年3月6日在Nature Communications发表[Nat. Commun. 17, 3557 (2026)]。

图1. 磁振子阻尼的几种机制，从左到右包括朗道阻尼、Hertz-Millis阻尼、多磁子阻尼，以及本工作提出的近藤阻尼新机制。

磁振子动力学：从传统阻尼机制到近藤阻尼

在磁性体系中，磁振子受到相互作用和环境等的影响，因而产生阻尼（damping）现象，可以用阻尼系数来刻画，其逆代表有限的磁振子寿命。理解磁振子阻尼的微观机制是自旋动力学研究的重要课题：常见的磁振子阻尼机制包括朗道阻尼（Landau damping）—— 集体激发通过向电子-空穴连续谱衰减实现能量转移；赫兹-米里斯阻尼（Hertz-Millis damping）—— 源于量子临界区域中自旋涨落与费米面的耦合，引入耗散并导致动力学阻尼；以及阻挫磁性体系中的多磁子阻尼（multi-magnon damping），它由非简谐相互作用引起，表现为单个高能磁振子自发衰变为两个或多个低能磁振子、产生阻尼。除上述机制外，凝聚态磁性体系中是否还存在不同的磁振子阻尼新机制？这是一个重要而有趣的基础问题。本工作中，研究团队通过理论-实验的密切合作，发现了这样一种此前未被认识的机制：它由近藤晶格体系中局域磁矩与巡游电子之间的近藤耦合驱动，并对局域磁矩的集体自旋激发产生阻尼效应。

磁振子谱中的“近藤效应”

1950年代，人们在稀磁合金（如含少量铁磁性杂质的铜）中发现，低温下电阻出现反常的极小值——温度继续降低时，电阻反而对数增长。这一现象随后在含Ce、Yb、U等的重费米子体系中得到系统研究。本工作的实验部分在范德华铁磁金属Fe_3-xGeTe₂（FGT）中开展，这是一种金属铁磁体，具范德瓦尔斯二维结构，并有很高的居里点。通过非弹性中子散射测量低能磁振子谱，并用阻尼谐振子模型拟合分析实验数据，发现磁振子阻尼γ在中间温度出现极小值，呈现出显著的非单调温度依赖关系，且在低温下随温度对数发散。

图2. 磁振子阻尼随温度演化行为。a有限温度张量网络计算结果；b实验数据。

理论分析表明，由于近藤效应，电子与磁振子之间的自旋翻转散射相互作用顶角发生重整化，从而在磁振子自能虚部中引入对数型修正。这一效应使磁振子阻尼γ呈现出非单调的温度依赖：在中间温区出现极小值，而在低温区表现出对数增强趋势，即γ~ln(T₀/T)。这一规律与近藤效应中电阻在低温反常对数上升类似，只不过此处是出现在局域磁矩的集体激发动力学中，即磁振子谱中的“近藤效应”。

3d电子的双重特性与近藤-海森堡晶格模型

在FGT中，磁性呈现出局域磁矩与巡游电子共存的双重特征：部分Fe的3d电子趋于局域化，形成局域磁矩并建立铁磁有序；另一部分则保持巡游性，主导金属性输运。基于这一特征，研究团队从理论上构建了铁磁近藤-海森堡晶格模型，来同时考虑巡游电子与局域自旋的相互作用

其中 , c,c⁺代表巡游电子的产生/消灭算符，S_n (s_n) 表示局域磁矩（传导电子）的自旋算符。合作团队利用张量网络方法对动力学性质进行了高精度计算，得到了实验观测到的对数温度依赖关系（见图2a）。结合进一步的微扰分析表明，实验上看到的阻尼极小行为（图2b）来源于近藤耦合引发的顶角重整（对数修正）与热涨落贡献（幂律行为）之间的竞争。

该研究揭示了一种源于局域自旋与传导电子近藤耦合的磁振子阻尼新机制，这一机制可能在金属量子磁性体系中具有普适性。研究还表明，磁振子近藤阻尼可作为探测金属量子磁性体系中近藤耦合的有效谱学手段，从而将近藤物理从单杂质或局域自旋体系推广到集体自旋激发领域，为研究磁有序金属中的电子-自旋耦合提供了新的视角。

南京大学物理学院温锦生课题组助理教授鲍嵩、中国科学院理论物理研究所联培博士生高源、博士后王俊森（现任合肥物质科学研究院强磁场中心特任副研究员）为论文共同第一作者。李伟研究员、李建新教授与温锦生教授为共同通讯作者。作者感谢与理论物理研究所石弢研究员等的富有成效的讨论。本研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目资助，理论计算在中国科学院理论物理研究所先进计算平台完成。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-70241-5