科学家们近期揭示了一种颠覆性的新磁性现象——“交磁性（altermagnetism）”，这一发现不仅在基础物理学领域引发了震动，而且预示着其在技术应用上的巨大潜力。不同于我们日常生活中常见的铁磁性，即赋予冰箱贴吸附力的那种磁性，它源自材料内部电子自旋的一致排列；而反铁磁性则是由相邻电子自旋相反造成的现象。此外，抗磁性、顺磁性和亚铁磁性等磁性形式也各有其独特的成因机制。
    然而，如今科研团队揭示的全新磁性形态——交磁性，以其独特且奇异的混合特性打破了传统认知。它的电子以类似反铁磁体的方式交替旋转，表面上呈现非磁化状态。但与众不同的是，这种材料中的能带结构中还存在着来自相邻能带的交替自旋特征。早在2019年，交磁性便被理论预测，而现在这一预言已被瑞士光源（SLS）同步加速器的实验结果所证实。首个被确认为交磁性材料的是碲化锰，尽管此前因其电子反向自旋和无净磁化现象而被视为反铁磁体，但研究人员通过精密的X射线探测，揭示了其电子带分裂成不同自旋状态的特性，这是交磁性的重要标志。
    近年来，虽然已有多重磁性子形式崭露头角，但交磁性因其广泛的应用前景和前所未有的优势，尤其引人瞩目。例如，在超导领域以及新兴科学分支——自旋电子学中，交磁性有望大展拳脚。常规电子学利用电子电荷进行信息编码，而自旋电子学则进一步探索将数据编码于电子自旋中。尽管铁磁体在此领域的表现最为出色，但其产生的磁场会对临近电子产生干扰。反之，反铁磁体虽无净磁性，易于扩展且效率更高，却存在自旋效应较弱的问题。令人振奋的是，交磁材料成功实现了两者的完美融合：具备强大的自旋效应的同时，又保持零净磁性，这在过去被认为是无法实现的奇迹。
    该研究项目的首席研究员Tomáš Jungwirth博士指出：“交磁性其实并非深奥复杂的概念，而是几十年来一直潜藏在我们身边的简单基本原理，只是未曾引起注意。它并不局限于某些罕见奇特的材料之中，反而存在于众多寻常晶体之中，甚至可能就在人们的抽屉里。随着这一发现的公布，全球各地的研究者都将有机会涉足这个领域，从而引发广泛深远的影响。”
    此项开创性的研究成果已发表于世界顶级学术期刊《自然》杂志上。敬请关注“知新了了”，获取更多此类激动人心的前沿科学资讯！