2026年8月11日——交变磁性是一种新型的第三种磁性类型，对计算机存储器等自旋输运应用具有重要意义。如果加以恰当利用，它有望结合现有两种磁性类型——铁磁性和反铁磁性——的优点，最终减少或消除信息传输过程中产生的热量，并增强下一代技术微型化的能力。莱斯大学的Pengcheng Dai最近在《Physical Review X》上发表了一篇论文，描述了首次成功将一种理论预测的交变磁材料置于单一磁畴状态的尝试，使研究团队能够表征该材料的内在磁性结构。

“像六方碲化锰这样的交变磁体通常会形成多畴结构，其中磁力会分裂为独立的等效畴，这些畴向不同方向旋转，以满足六方晶格内在的三重旋转对称性，”物理学与天文学系Sam and Helen Worden讲席教授Dai表示。“这些共存畴发出的信号可能会重叠，从而难以确定潜在的磁性结构实际上是什么。在这里，我们成功施加了单轴应变，从而获得了单一的磁畴，并能够清晰地解析出其背后的磁性结构。”

磁性主要源于电子的磁矩。在足够大的材料中，磁矩会组织成不同的畴（即磁畴）。每个畴内的磁序指向特定方向，但相邻畴之间的方向可能不同。像Dai这样的物理学家可以读取这些畴的组合信号，但它们重叠的贡献可能使不同的磁性结构在数据中看起来几乎相同。

为了解决这一问题，Dai的团队对碲化锰施加了单轴应变，即沿单一方向拉伸材料。这种应变成功地将碲化锰隔离为单一畴状态，从而可以利用现有方法进行解析。

“通过施加单轴应变，我们终于得以解析碲化锰的磁性结构，”莱斯大学研究生、共同第一作者Sijie Xu说。“这还使我们在反常霍尔信号中观察到了一个极其尖锐的特征，该信号描述的是电流流经材料时，由于其磁性结构而产生的横向电压。”

在足够低的温度下——大约230开尔文（约零下45华氏度）——调节这种应变还可以通过反转电子流动方向来反转反常霍尔效应的极性。Dai解释说，这并不是磁体的典型特征。

“基本上，我们可以利用这种单轴应变来调节反常霍尔效应，将其从一种电荷切换到另一种电荷，”共同第一作者、Dai课题组成员Zhaoyu Liu说。“由于磁相互作用基本保持不变，这种效应很可能源于应变引起的贝里曲率变化。”

通常，这种调节可以通过改变温度来实现，尽管在实验室之外并不实用。但这种应变控制意义重大；该团队的预测表明，应变变化1%相当于温度变化150开尔文。

“这项工作使我们向控制交变磁体以用于下一代自旋输运应用迈出了一步，”Dai说。“想象一下，例如一部手机响应更快、以更高频率运行、在处理内存密集型任务时产生更少热量，并且电池续航时间能延长多少。如果我们能够表征并利用交变磁性，那就有望让这样的设备成为可能。”