2026年3月24日——数十年来，科学界普遍认为电子在高度洁净有序的材料中传输效率最高。就像水流更容易通过光滑管道那样，传统观点认为材料内部结构越完美排列，其导电性能就越好。

然而最新研究表明，相反的情况也可能成立。韩国浦项工科大学（POSTECH）研究团队发现，人为设计的无序结构实际上可以增强电子传输。

这项研究由浦项工科大学机械工程系Jin Hyungyu教授、日本国立材料科学研究所（NIMS）现博士后研究员Park Sang Jun博士、浦项工科大学物理系Lee Hyun-Woo教授以及博士生Lee Hojun共同完成。其成果近期发表在物理领域顶级期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）上。

该团队重点研究了“横向电子传输”现象——当施加电流或温度梯度时，垂直于该方向会产生电压。这种效应存在于磁性材料中，因其可应用于磁传感器、下一代电子器件及热电转换系统等领域而备受关注。

此前科学界普遍认为，要实现强横向传输必须使用特殊量子材料或近乎无缺陷的极高质量单晶，即材料结构必须尽可能有序。

与消除无序的传统思路不同，研究人员另辟蹊径：通过物理方法复合两种磁性材料，同时保持各组分的特性。最终获得的复合材料中非晶态（无序）区域与晶态区域共存。

令人惊讶的是，这种混合结构的横向电子传输强度显著超过单一材料。实验数据和理论计算均验证了这一增强效应。

奥秘在于电子在复合材料中的运动方式：电子并非直线前进，而是在穿越不同结构和电子特性的区域时形成复杂轨迹。当电子在这些区域间反复偏转时，其横向运动分量被放大，从而增强横向传输。

该发现颠覆了材料科学中长期存在的认知——复合材料性质只是各组分特性的简单平均。研究表明，不同材料的结构整合方式本身就能产生全新物理效应。

团队还证实该现象无需依赖稀有昂贵的量子材料。基于铁磁材料的实验系统实现了与某些高质量量子材料相当的横向传输性能，这为利用常见化合物设计高性能电子材料提供了新思路。

论文通讯作者Jin Hyungyu教授表示：“这项工作开辟了不依赖稀有量子材料的高性能材料设计新途径，该概念可能为自旋电子学和热电能量转换技术带来新机遇。”

共同通讯作者Lee Hyun-Woo教授补充道：“我们的研究提出了新视角——无序结构不应被视为需要避免的缺陷，而是可以主动运用于材料设计的结构要素。”

该研究获得三星未来技术发展计划、韩国国家研究基金会及科学ICT部的支持，实验样品由Proterial韩国公司提供。