科学家们已经证实了一种奇怪的新磁性的存在。研究小组表示，就在我们的眼皮底下，“交磁性（altermagnetism）”可以在日常材料中找到，并可能有重大的技术用途。
我们最熟悉的磁性形式 —— 就是那种把五花八门的艺术贴吸附在冰箱上的那种 —— 就是所谓的铁磁性。当材料中所有电子的自旋方向相同时，就会产生这种效应。另一个主要分支被称为反铁磁性，当电子自旋与它们的邻居方向相反时，就会产生反铁磁性。其他形式包括抗磁性、顺磁性和亚铁磁性，它们都是由不同的机制产生的。
但现在，一种全新形式的磁性被发现了。它被称为“交磁性（altermagnetism）”，它的特点是与其他类型的现象有着奇怪的混合性质 —— 它的电子以交替的方向旋转，就像反铁磁体一样，这意味着它不会产生磁化。但这种材料的能带也有来自相邻带的交替自旋。
交磁性最早是在2019年被预测到的，但现在已经在瑞士光源（SLS）同步加速器的实验中得到了证实。第一个交磁性材料是碲化锰，它一直被认为是反铁磁体，因为它的电子自旋指向相反的方向，而且它没有净磁化。但在这种情况下，研究小组用X射线仔细观察，发现它的电子带分裂成不同的自旋状态 —— 这是交磁体的一个预测特征。
虽然，近年来发现了其他新的子形式的磁性，但交磁性可能是最广泛的新事物，可能具有最有用的应用，例如超导和一个新兴的科学领域，称为自旋电子学。在电子学中，信息被编码到电子的电荷中，但自旋电子学也在自旋中编码数据。铁磁体通常在自旋电子学实验中具有最好的性能，但它们产生的磁场会干扰邻近的电子。值得庆幸的是，反铁磁体没有净磁性，因此它们更容易扩展，效率更高 —— 但它们也有较弱的自旋效应来编码数据。然而，交磁材料可以两全其美 —— 它们有很强的自旋效应，但没有净磁性。这种组合一直被认为是不可能的。
该研究的首席研究员Tomáš Jungwirth说：“交磁性实际上并不是非常复杂的东西。这是一种完全基本的东西，几十年来一直在我们眼前，却没有注意到。它不只是存在于一些晦涩难懂的材料中。它存在于人们抽屉里的许多晶体中。从这个意义上说，既然我们已经将其公之于众，世界各地的许多人将能够研究它，从而产生广泛的影响。”
这项研究发表在《自然》杂志上。
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