2026年7月29日——近期，磁学领域提出了一类被称为“altermagnetism”（交变磁性）的新型磁性，该发现有望推动计算机RAM架构的小型化与性能改进。莱斯大学的易明（Ming Yi）与明尼苏达大学的Bharat Jalan、保罗谢勒研究所的Milan Radovic合作，在《科学进展》（Science Advances）上发表论文，表明量子材料二氧化钌（ruthenium dioxide）在其仅几个原子层厚的超薄膜形态下，可能展现出这种新型交变磁性。

“二氧化钌是最早被预测为交变磁性候选材料的物质之一，但对块体形态的研究并未发现其磁性证据，”物理学与天文学副教授易明表示，“而我们的研究表明，其超薄膜形态可能是激发磁性的关键。”

为确定该材料的磁性状态，研究团队测量了二氧化钌超薄膜的自旋纹理。自旋纹理能揭示材料磁矩（即电子自旋）在空间中的排列方式，进而判断材料是否具有磁性以及磁性类型。该测量通过一种名为“自旋分辨角分辨光电子能谱”的技术完成。

“在分析测量数据并结合理论计算进行解读后，我们发现，在我们的实验条件下，二氧化钌展现出的自旋纹理与非传统磁性一致，”论文第一作者、莱斯大学近期毕业生Yichen Zhang（张逸辰）表示，“这表明，在适当条件下，块体与超薄膜二氧化钌可能具有截然不同的磁性能。”

产生类交变磁性自旋的适宜条件包括对超薄膜二氧化钌的电子结构施加压力——即晶格应变。若无应变（如自然块体形态），电子自旋并未表现出交变磁性迹象。

“应变依赖性表明，我们或许可以利用晶格应变作为调节手段来诱导或控制交变磁性，”Zhang说道，“这对下一代自旋电子学与RAM架构设计可能极具价值。”

该研究还加深了人们对量子材料理解与描述复杂性的认识。二氧化钌曾引发长期而复杂的科学争论——物理学家们曾试图确定其块体形态的磁性状态，最终达成“无磁性”的共识。

“这项研究展示了这类问题的复杂性，”易明表示，“高质量的材料制备与严谨的测量方案对我们观测到正确的电子自旋性质至关重要。结果需要对自旋分辨角分辨光电子能谱数据进行细致分析。通过这项工作，我们不仅确定了磁性状态的对称性，还找到了在下一代量子材料中调控磁性的潜在方法。”