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記者6日從寧波東方理工大學(xué)獲悉，該校周通團(tuán)隊(duì)在磁學(xué)與自旋電子學(xué)領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，首次揭示了交錯(cuò)磁近鄰效應(yīng)，為交錯(cuò)磁性的界面工程與功能化應(yīng)用開辟了全新路徑。相關(guān)成果日前發(fā)表在國(guó)際期刊《物理評(píng)論快報(bào)》上。

在物理學(xué)中，同樣存在“近朱者赤，近墨者黑”的規(guī)律，即當(dāng)兩種材料相互接觸時(shí)，其物理性質(zhì)可以通過(guò)界面相互影響甚至傳遞，這被稱為近鄰效應(yīng)。這類界面效應(yīng)已成為超導(dǎo)量子器件和自旋電子學(xué)發(fā)展的重要物理基礎(chǔ)。

近年來(lái)，交錯(cuò)磁性作為新型共線磁性受到廣泛關(guān)注。交錯(cuò)磁體融合了鐵磁體具有自旋極化和反鐵磁體無(wú)雜散場(chǎng)、本征頻率高的雙重優(yōu)勢(shì)，有望大幅提升信息存儲(chǔ)的速度、密度和能效。然而，單一交錯(cuò)磁體物性仍相對(duì)受限，且實(shí)驗(yàn)確認(rèn)的材料種類有限，在一定程度上制約了其應(yīng)用發(fā)展。交錯(cuò)磁性源于自旋子晶格間的晶格對(duì)稱性關(guān)系，是否具備近鄰效應(yīng)仍不清晰。

研究團(tuán)隊(duì)以典型交錯(cuò)磁材料V2Se2O為例，構(gòu)建與非磁材料PbO結(jié)合的異質(zhì)結(jié)構(gòu)，從多個(gè)方面證明了非磁材料PbO通過(guò)近鄰效應(yīng)被“交錯(cuò)磁化”，并最終得出結(jié)論：交錯(cuò)磁性不僅可以跨界面?zhèn)鬟f，還對(duì)應(yīng)著交錯(cuò)磁近鄰效應(yīng)。“在這一過(guò)程中，電子波函數(shù)在界面發(fā)生延展與混合，使交錯(cuò)磁性特有的動(dòng)量依賴自旋劈裂被傳遞到原本自旋簡(jiǎn)并的非磁材料中。”寧波東方理工大學(xué)理學(xué)部副教授周通告訴記者。

研究團(tuán)隊(duì)在多種典型交錯(cuò)磁體系中驗(yàn)證了交錯(cuò)磁近鄰效應(yīng)的普遍性，覆蓋從二維到三維、從絕緣體到金屬的多類材料平臺(tái)。這一過(guò)程體現(xiàn)出自旋電子結(jié)構(gòu)自適應(yīng)的能力。

這一機(jī)制使得原本難以在同一材料體系中共存的多種物性，可以通過(guò)異質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)被整合到統(tǒng)一平臺(tái)中。正如鐵磁近鄰效應(yīng)曾推動(dòng)自旋電子學(xué)的發(fā)展，交錯(cuò)磁近鄰效應(yīng)有望在未來(lái)量子材料與器件設(shè)計(jì)中發(fā)揮重要作用。

該研究入選《物理評(píng)論快報(bào)》編輯推薦，在期刊官網(wǎng)首頁(yè)作為亮點(diǎn)展示。美國(guó)物理學(xué)會(huì)科學(xué)報(bào)道期刊《物理》以“Spreading the Altermagnetic Love”為題，對(duì)該研究進(jìn)行了專題報(bào)道。

（受訪者供圖）