把磁性材料“转”一下，竟“拧”出全新磁性
中国科学报 ｜ 2026-09-17

小小一块磁铁，为什么能吸住铁钉？这个看似简单的问题背后，隐藏着电子自旋构成的复杂磁性世界。

人们熟悉的磁性材料大致分为两类：一类是铁磁体，它们像普通磁铁一样拥有强烈的宏观磁性，容易操控和读取，却不可避免地产生杂散磁场，可能干扰周围器件；另一类是反铁磁体，相邻磁矩彼此抵消，宏观上几乎没有净磁化，因而稳定、快速，却又因过于“安静”，很难被外界有效操控和读取。

科学家一直在寻找第三种可能：有没有一种磁性，既拥有反铁磁体“零杂散场”的安静，又具备类似铁磁体那样清晰、可操控的自旋特征？一种名为交变磁性的新型磁态正在让这种设想走向现实。

中南大学物理学院低维量子器件实验室教授刘艳平团队，与中南大学极端服役性能精准制造全国重点实验室、澳大利亚悉尼大学、中国科学院物理研究所等研究者合作，通过一种被形象地称为“拧魔方”的转角堆叠技术，在仅有两层原子厚度的磁性材料CrPS?中，首次在实验上证实了二维交变磁性的存在，“拧”出并验证全新磁性。该成果近日在线发表于《自然·物理》，并被选为内封面文章。

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该成果被《自然·物理》选为内封面文章。受访者 供图

磁性家族的神秘“老三”

从记录着海量数据的硬盘，到悄然嵌入芯片的磁阻随机存取存储器，每一次磁性材料的跃迁，都推动着信息技术的代际更迭。然而，正如硬币的两面，传统磁体在带来便利的同时，也各自背负着难以逾越的天花板。