我国科学家发现非常规反铁磁体，有望带来自旋电子学和磁存储领域的革命

2月19日，记者从南方科技大学获悉，该校物理系副教授刘畅、教授刘奇航以及中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员乔山团队通过实验发现一类新型磁性材料——非常规反铁磁体。该发现有望成为理想的下一代自旋电子学材料，对高密度磁存储器件等领域带来影响。相关研究成果发表于《自然》。

记者了解到，该类新型材料在具有反铁磁体高稳定性、高密度储存信息能力、超快自旋动力学等性质的同时，也具有铁磁体易于探测和操控电子自旋状态、便于实现信息读写功能的能力。

“铁磁体可以吸引小磁针，而反铁磁体不能。这两种磁性材料看上去风马牛不相及，但我们发现的非常规反铁磁体在某种意义上反而更像铁磁体。”刘奇航介绍。

据悉，由于晶体原子之间某种新颖的对称性，非常规反铁磁体能够像铁磁体一样，把其中运动的电子分为“自旋”不同的两部分，制造出自旋电子学器件最为关键的“自旋流”，目前国际上声名鹊起的“交错磁体”便是其中一种。

“要观测到这种带有自旋的电子，最直接的方法便是利用角分辨光电子能谱仪。”刘畅说，“然而，非常规反铁磁体因自旋信号比较微弱，实证过程需要大量系统数据支撑。”

“得益于乔山团队设计的最新型电子自旋探测仪，我们实证了这一点。”刘畅表示，非常规反铁磁体的发现，代表着反铁磁性自发现以来概念上最重要的革新，同时有望从信息密度和响应速度上突破目前自旋输运器件的极限，带来自旋电子学和磁存储领域的革命。

（科技日报记者 罗云鹏 科研团队供图）