走进科学
新型磁性体问世，或将带来高容量磁存储和磁计算
科学家首次测量到新型磁性体“反铁磁铁”的存在，这种磁体结合了现有磁体的不同特性，有望用于制造高容量、高速内存设备或新型磁计算机。
长期以来，人们只知道一种永久磁体——铁磁体，冰箱磁铁和指南针就是其代表。它们磁性的来源是电子自旋排列在同一方向。
20世纪30年代，科学家又发现了一种反铁磁性，电子的自旋交替上下排列，没有外部磁场，但内部具有特殊的磁特性。
2019年，研究人员在某些反铁磁体中预测到一种奇怪的电现象，称为异常霍尔效应，无法用传统理论解释。即使没有外部磁场，电流也能流动。
这似乎意味着存在第三种永久磁体——反铁磁铁。它的自旋层在任何角度旋转看起来都一样，可以解释霍尔效应，但科学家无法确定它是否真的是一种新磁性。
现在，瑞士科学家证实了反铁磁铁的存在。他们通过测量碲化锰这种晶体的电子结构发现，它实际上是一种反铁磁铁。
他们利用光线反射测量了碲化锰中电子的能量和速度，发现它们与反铁磁铁材料的模拟结果几乎完全匹配。
电子的分裂成两组，使它们在晶体内部可以更自由移动，正是这种特性造成了反铁磁铁的特殊性质。
这种分组似乎来自晶体结构中非磁性的碲原子，它们将锰的磁性电荷分离到自己的平面，并产生了特殊的旋转对称性。
英国约克大学的研究人员表示，反铁磁铁的发现非常重要，它不仅使电子可以比反铁磁体更自由移动，而且没有像铁磁体那样的外部磁场，因此可以用于制造不会相互干扰的磁性器件。
这种特性可以提高计算机硬盘的存储容量，因为商用设备中的铁磁材料排列紧密，会导致外部磁场相互干扰，而反铁磁铁可以更密集地排列。
利兹大学的研究人员表示，这种磁体甚至可以用于自旋电子计算机，它使用电子的自旋而不是电流来进行测量和计算，将存储器和芯片集成到一个器件中。这或许能使自旋电子器件成为现实。
本文译自 New Scientist，由 BALI 编辑发布。