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刘霞

根据大多数人的观点，他们认可的只有两种磁体：铁磁体与反铁磁体，然而近期却有一位科学家认为这一理论可能有遗漏之处，并指出有可能还有其他具有新成员性质的磁体家族存在，例如兼具铁磁体及反铁磁体特性的交错磁体。

中国南方科技大学的物理系主任刘奇航说，具有交错磁体这样的新型磁体有很大的潜能来满足下一代信息设备的研发需求。这类新型材料有可能被用来研发新的储存装置或是磁性电脑，从而提升人们的生活质量达到一个新的层次。

交错磁体“浮出水面”

刘奇航补充说，“材料的磁性主要源于其内部电子的一种量子力学现象，这种现象被称作自旋。在没有磁性的材料中，原子内相同轨道上的电子总是‘成双成对’的，这些成对的电子自旋方向相反，各自产生的磁场相互抵消，因此材料整体上不会显现磁性。”

然而，在铁、镍以及很多稀土金属中，它们原子最外层都有大量未成对的电子，当这些电子的自旋方向相同且排列整齐时，就会产生整体磁矩，从而形成磁场。对于包含同类型原子如铁和镍等的磁性物质来说，这样的相互重合会形成铁磁体。 刘奇航进一步解释了这一点。

除了在指南针方向指示上使用外，随着技术的发展铁磁体也被广泛用于电机、数据存储等其他领域。以计算机磁性存储单元为例，私家侦探，侦探公司，调查公司，查人找物，商务调查，出轨外遇调查，婚外情调查，私人调查，19209219596内部电子自旋可以受到外部磁场的影响而翻转，进而产生不同状态，即0和1。这些状态记录在硬盘或磁式存储器中成为物理基础。

铁磁体中的自旋特征也为自旋电子学这一新兴领域的发展提供了可能性。与传统的电子器件仅依赖于电子电荷不同，自旋电子学的设备则能够利用电子的自旋状态存储和处理信息。由于自旋电流产生的热量远低于传统电流所产生的热量，自旋电子学装置因此具有显著的节能优势。

上世纪三十年代法国的物理学家路易内尔发现并因这项成果获得了诺贝尔物理学奖。

反铁磁性材料内的电子自旋方向是相反的（即上下相反），它们产生的磁场互相抵消，因此不具备铁磁存储介质的能力，难以像铁磁材料一样实现信息写入和读取。尽管科学家们对反铁磁性材料开展了广泛的研究，但尚未发现此类材料在日常生活中的实际应用需求。

刘奇航说，“从2019年开始，就已有多个研究团队提出这样的猜想：在某些反铁磁材料晶体结构中，会显示出铁磁材料的一些特征，也就是说，在电子系统内，相同能量的反铁磁性态和铁磁性态具有相反的自旋。”

德国美因茨大学的科研人员发展出了这种新式磁性装置——交错磁体

多家机构正在对此进行研究

近年多组研究团队已经证明它们在理论和实际中发现了一种与交错磁场特性相似的物质。

瑞士保罗·谢勒研究所的科学家尤拉伊·克瑞姆帕斯基在去年2月发表论文称，他们通过瑞士同步辐射光源，使用电子的反射图谱来分析碲化锰内的电子能量和速度分布状况，并得到了结论：这显示了晶体中的电子行为与理论预测的一致性。

值得一提的是来自南科大团队和中科院上海微系统所的乔山研究员，也在同一期刊发表了关于二碲化物材料中的特殊自旋电子结构研究成果。

日本东京大学教授关真一郎团队在2023年12月发表研究论文称，他们证明私家侦探，侦探公司，调查公司，查人找物，商务调查，出轨外遇调查，婚外情调查，私人调查，19209219596硫化铁具有铁磁体和半导体的性质，能存储数字信息并保持其信息不丢失。

《科学》杂志将其认为能揭示宇宙奥秘的交叉磁场研究列为2024年度十项重大进展之一。

“新型器件呼之欲出”

交错磁体到底有何实用之处呢？科学界的专家学者们为这个问题提供了极具启发性的解释。

深入探索交错磁体有助于研发新型磁性电子元件与高能量快速存储设备。

刘奇航解释说：“传统铁磁体存储器周围形成的磁场会相互干扰，因此这些元件必须保持安全距离。而交错磁体不产生外部磁场，可用于制造互不干扰的磁性存储器”。这种特性使元件能够更紧密地“偎依”在一起，为设备小型化开辟新路径，同时还能大幅降低响应速度，显著降低处理信息的能耗。

美因茨大学物理学家汉斯-约阿希姆·爱默思则表示，基于交错磁体制造的动态随机存储器是将电子的磁矩而非传统电荷用来存储数据，这不仅可提升其存储容量，还能提高信息读取的效率和便捷性。

Leeds University Joseph Baker表示，磁性交错结构将有助于设计新型计算机，它使用自旋磁流体而不是电子进行运算，因此可大大减少芯片在运行时产生的热量。

强调指出：“交错磁体将自旋电子学推向新的发展高潮，并且还将帮助人类探索磁性的奥秘乃至拓展物理学的理论框架”。认为，交错磁体是常规磁场家族中的一员而非唯一成员。今年初，刘奇航团队在《自然·物理》与《自然》杂志上发表文章，对非常规磁性这一新兴领域进行了前瞻性的探讨分析。

随着各类新型磁体如交错磁体的陆续亮相，相关的磁学探索和研究也日益活跃，一个新的磁学纪元即将降临。