第三种永磁性揭晓：交变磁性首次被证实，有望催生新型磁性电子元件

2 月 20 日消息，据外媒《新科学人》近日报道，科研人员在实验中首次确认了一种新的永磁性类别 —— 交替磁性，具有该性质的物质可用于制造高容量快速存储设备或新型磁性计算机。

直到 20 世纪，人们认为只有一种永磁体，即用于冰箱贴、指南针等的铁磁体，可提供相对较强的外部磁场，这些磁场是由铁磁体内部电子自旋排列成一个方向引起的。

到了上世纪三十年代，法国物理学家 Louis Néel 发现了另一种永磁性，称为反铁磁性，其中磁体电子的自旋上下交替。由于反铁磁体缺乏类似铁磁体的外部磁场，难以像传统铁磁体一样用作存储介质，不过由于交替自旋，可以显示出有趣的内部磁性。

而在 2019 年，研究人员预测，某些貌似反铁磁体的物质会拥有部分类似铁磁体的性质，无法用传统理论解释。这种特殊的永磁性被称为“交替磁性”，在近日终于得到了实验证实。

来自瑞士 Paul Scherrer 研究所的研究人员对碲化锰（注：MnTe）晶体中的电子结构进行了测量，证实了“交替磁性”的存在。这些研究者通过对光在碲化锰上反射的测量得到了晶体内部电子的能量和速度数据，发现这些电子似乎被分成两组，这使得它们在晶体内有更多运动。实验结果符合之前理论上的预测，相关内容已发布在《Nature》杂志上。

▲ 交替磁性实验图片。图源《Nature》杂志

其他研究人员指出，交变磁体不像铁磁体那样拥有外部磁场，可用其制造互不干扰的磁性设备，如更高密度的机械硬盘。交变磁体甚至可在使用自旋而非电流进行测量和计算的自旋电子计算机上。

参考资料：

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06907-7