8月24日消息,《自然·材料》(Nature Materials)当日在线发表来自中科院物理研究所Li Zhaohui、He Wenqing、Bai Hua、Wang Yang等学者的研究,实现了对垂直交变磁序的电学操控与探测。

交变磁体(altermagnets)兼具类反铁磁的磁矩补偿与类铁磁的时间反演对称性破缺,因而在高密度、超快自旋电子学应用中被寄予厚望。然而,垂直交变磁序的探测与切换受磁对称性根本制约,限制了基础研究与器件化两个方向的进展。

该工作通过将交变磁体与狄拉克半金属近邻耦合,借助半金属中自旋劈裂的输运特征对垂直磁序完成电学读取,并进一步演示了电学操控翻转。这一方案绕开了传统反铁磁序难以直接探测的瓶颈——交变磁体的时间反演破缺允许产生反常霍尔效应等宏观磁电信号,而近邻的狄拉克半金属则提供了高灵敏度的电流探测通道。

从器件意义看,垂直磁化构型与反铁磁级的高频响应结合,对高密度磁存储与超快逻辑器件具有直接价值:交变磁体无净磁矩、抗杂散场干扰,且理论自旋动力学频率可达太赫兹量级,被视为继铁磁、反铁磁之后的第三磁性序列。该研究为"第三类磁性材料"的实用化补上了读写关键环节,是本周材料物理方向最受关注的成果之一。 (来源:Nature Materials)