金属-绝缘体相变（MIT）是凝聚态物理的核心研究内容之一，该相变往往可导致晶格、电荷、自旋、轨道等多自由度的连带改变，具有丰富的物理内涵。传统MIT多依赖于Mott强关联或Slater型反铁磁机制，前者通过电子间强排斥作用打开能隙，后者则借助共线反铁磁序打破晶体动量守恒从而产生能带折叠。磁性上，Mott绝缘体和Slater绝缘体一样通常具有反铁磁性。能否发现自发磁有序（比如铁磁或亚铁磁有序）驱使的MIT，并揭示其蕴含的新机理是值得关注的物理问题。

　　中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心磁学国家重点实验室龙有文研究员团队，经长期探索，发现四重钙钛矿氧化物AA′₃B₂B′₂O₁₂具有独特的结构灵活性和轨道多样性，可在A′–B–B′路径引入多种过渡金属离子，形成A/B位有序、强3d–5d杂化、磁-电交织的理想平台，有望打破传统MIT模式。团队利用高压高温实验手段，在8GPa和1423K条件下首次成功制备了新型四重钙钛矿氧化物CaCu₃Ni₂Os₂O₁₂。该材料具备高度有序的A/B位磁性离子排布和严重扭曲的局部结构，在393K自发形成Cu²⁺(↑)–Ni²⁺(↑)–Os⁶⁺(↓)型长程亚铁磁序，且在300K具有2.15μB/f.u.的饱和磁矩。更为关键的是，该材料在磁有序建立的同时发生明显的金属–绝缘体相变，电阻率显著增大。结合第一性原理计算和红外光谱测试发现，该MIT并非源于晶格对称性破缺或纯Mott型电子局域化，而是由自旋有序诱导的能带重整和费米面拓扑变化所驱动，即一种“自旋驱使的Lifshitz相变”机制。该工作不仅提供了磁有序调控电子结构的新路径，拓展了人们对MIT物理机制的理解，也进一步展现了高压合成在发现复杂氧化物新物态中的独特优势。

　　上述研究成果以“High-temperature ferrimagnetic order triggered metal-to-insulator transition in CaCu₃Ni₂Os₂O₁₂”为题发表于Nature Communications 16, 3746 (2025)。中国科学院物理研究所博士后叶旭斌与已毕业的博士研究生殷云宇为共同第一作者，杨义峰研究员与龙有文研究员为共同通讯作者。合作者包括中国科学院物理研究所向涛院士、邱祥冈研究员、程金光研究员、潘昭副研究员，清华大学于浦教授，北京大学杨金波教授与杨文云博士，德国马普所Z. W. Hu博士等。本工作受到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金委、中国博士后科学基金及中国科学院战略性先导研究计划等项目的资助。

图. (a) CaCu₃Ni₂Os₂O₁₂的晶体结构与磁结构；(b) 磁化率-温度曲线；(c) 电阻率-温度曲线，该材料在393K同时发生顺磁-亚铁磁和金属-绝缘体相变。