1月29日，國際頂級學術期刊《自然》發布了一項復旦大學物理學研究團隊題為《斯通納-沃爾法思反鐵磁體的鐵磁型雙穩態翻轉》的研究成果。該研究成果首次發現一類特殊的低維反鐵磁材料能在磁場作用下整齊劃一地整體翻轉，研究人員形象地稱之為“集體舞蹈”。

這項突破讓一種“有潛力但難用”的材料變得“可讀可寫”。反鐵磁材料理論上比現在常用的鐵磁翻轉更快、更省電，有望用于制造性能更強的存儲和運算芯片。過去科學家很難精確控制和探測它的內部狀態，此次團隊利用自主研發的高清晰觀測技術，首次直接“看”到了一種材料能像整體翻牌一樣，在兩種穩定狀態間可靠切換。

為什么能實現這種“集體舞”？研究團隊從經典理論中找到靈感并加以完善。他們發現，關鍵在于材料內部兩種“力”的較量：一種是讓上下層磁矩反著排的“耦合作用”，另一種是讓磁矩保持固定方向的“各向異性”。當耦合作用足夠強，一層翻轉就會牽動所有層一起轉，形成整體舞動；否則就會各轉各的。

研究還揭示了一個有趣的“多米諾骨牌”效應：在實際樣品中，局部區域的翻轉會像推倒第一塊骨牌一樣，通過材料內部緊密的聯系，一層接一層地傳遞下去，最終完成整體狀態的同步改變。

這項工作不僅加深了科學界對磁性材料基本規律的理解，其建立的新理論和新方法也為未來設計和尋找適合用于低功耗、高速度芯片的新型材料提供了清晰的指引。該研究由復旦大學領銜的科研團隊合作完成，并得到了國家重點研發計劃等項目的支持。

（總臺記者 王殿甲）