北京时候2026年1月29日《当然》（Nature）杂志在线发表了复旦大学物理学酌量团队题为《斯通纳-沃尔法想反铁磁体的铁磁型双稳态翻转》的酌量后果，揭示了一类特殊的低维反铁磁体系概况在外磁场下像铁磁体一样展现出详情趣的双稳态全体切换。团队成员运用自主开发的多模态磁显豁微手艺告捷捕捉到这一风景，并完善经典的磁学表面框架用以刻画其背后的物理机制。

该职责揭示了低维层间反铁磁体磁化翻转的重要成分与突出效应，鼓吹反铁磁材料酌量迈出从“意旨而无须”到“可读可写”的重要一步，为开发新一代低功耗、高速运算芯片提供了新旅途。

寻找新式反铁磁材料关于构建新式存储器件至关迫切

磁性材料探索和磁性表面酌量捏续鼓吹信息手艺发展。旧例磁性斥地，如机械硬盘、磁当场存储器等，皆以铁磁材料算作存储单位，其非零磁化可自然用于二进制数据的存储：磁化标的为“上”代表“0”，而“下”则为“1”。

近似地，反铁磁材料的磁态（奈尔序）也可暗示为二进制比特位。比较于铁磁体，它更有助于开发更高密度、更快运转速率的磁性存储器。然则，如何可靠地调控奈尔序的标的是其应用于磁存储的一个迫切手艺勤奋。

尤其是要概况在保捏反铁磁态的基础上齐全奈尔序标的的切换，即层间锁定型——统共磁性层同期发生全体性的双态切换，寻找知足这一条目的反铁磁材料关于构建基于反铁磁的新式存储器件至关迫切。

二维层间反铁磁的两类磁化翻转行径

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此外，如何探伤二维层间反铁磁性也濒临诸多手艺瓶颈与履行挑战。

传统履行设施难以适用于表征仅原子级厚度、微米级横向尺寸的层状反铁磁材料，海外上也恒久枯竭灵验的履行酌量平台。

复旦大学物理学系吴施伟讲授领衔的履行团队基于多年的手艺积淀，野心并告捷研制了具有自主常识产权的无液氦多模态磁显豁微系统。聚首非线性光学二次谐波手艺，吴施伟讲授团队曾在二维反铁磁材料CrI3中不雅测到源于层间反铁磁性的宏大非互易二次谐波反应，筹商后果发表在顶尖科技期刊上。这项调动性酌量揭示了非线性光学反应与磁对称性间的内在关联，为后续二维磁性体系中新奇磁学风景的探索诞生了新式范式。

履行发现最新风景，表面调动完善经典模子

当有了光学二次谐波这盏低维反铁磁性的“探照灯”后，团队便能目睹各式二维反铁磁体在磁场下的真确行径。

与CrI3和CrSBr等材料千差万别的是，团队成员在另一种层间反铁磁体CrPS4中表征二次谐波反当令，不雅测到偶数层样品的信号强度在磁场下竟阐明为单一的磁滞回线。这标明CrPS4的反铁磁奈尔序可齐全层间锁定型的空想反铁磁调控旅途！这一风景让团队成员们怡悦不已，意味着反铁磁体犹如铁磁体一样不错被磁场全体切换，并能用非线性光学的妙技明智地探伤到这一“集体跳舞”，令反铁磁材料酌量迈出从“意旨而无须”到“可读可写”的重要一步。

同为层间反铁磁体，为何存在两种千差万别的磁翻转行径？

复旦大学表面物理与信息科学交叉中心袁喆讲授领衔的表面团队，为该职责的履行风景提供了坚实而优好意思的表面框架。

袁喆团队领先通过微磁模拟，精确复现了履行中不雅察到的两类磁切换行径。舍弃标明，决定磁翻转模式的重要，在于材料里面层间反铁磁耦合与磁各向异性之间的竞争。当层间耦合满盈苍劲，足以克服磁各向异性设定的翻转势垒时，一层磁矩的翻转便会“牵一发而动全身”，迫使相邻层同步转向，从而齐全层间锁定式的全体翻转。不然每层将“各利己战”，阐明出逐层切换的层间解放型行径。

关联词，如何探求两类行径的规模，以定量判断汗漫二维层状反铁磁体的磁切换行径？这迫使团队成员寻找更为实质的物理图像。

“铁磁学里有一个特地经典的模子，即Stoner-Wohlfarth模子，它刻画的是空想铁磁性纳米颗粒在磁场下的关系磁翻转，就像一枚刚性小磁针在外场下的全体转向。”袁喆梦预料，“层间锁定型的反铁磁体恰如反铁磁中的刚性小磁针。但这种行径在传统块状反铁磁体中常常不会出现，因为其里面不成幸免的劣势将龙套反铁磁序的空间一致性。而层间反铁磁体不同，其范德华界面保证了反铁磁相互作用的均一性，进而齐全程序一致的全体翻转行径。这意味着咱们不错尝试把经典的Stoner-Wohlfarth铁磁模子实行到反铁磁的寰宇里，用于刻画这类具有空想翻转特质的‘Stoner-Wohlfarth反铁磁体’。”

沿着这一想路，团队成员调动地提倡Stoner-Wohlfarth反铁磁模子，并推导出反铁磁的“特征交换尺寸”以充任两类行径的判据。这一简约而深入的判据，最终不仅完满诠释了现存履行，更像一张导航图，为改日按需野心与搜寻具有空想翻转特质的反铁磁材料提供了表面指示。

同期，酌量团队还提倡“层分享效应”。值得一提的是，这一效应源流由吴施伟讲授团队在层间解放型CrSBr中指出并于2025年发表。无独到偶，该职责在层间锁定型CrPS4中雷同发现了该效应。

吴施伟、袁喆为该职责的共同通信作家。复旦大学博士生王占山、相怡宁为该职责的共同第一作家。复旦大学刘韡韬讲授、孙泽元助理讲授等共同参与酌量议论，余伟超后生酌量员共同参与表面计较。上海科技大学米启兮讲授和柳仲楷教讲课题组为该职责提供了高质地CrSBr晶体。中国东谈主民大学雷和畅教讲课题组为该职责提供了高质地CrI3晶体。复旦大学张远波讲授和阮威后生酌量员课题组为该职责提供了高质地MnBi2Te4样品。该酌量赢得了国度重心研发方式、国度当然科学基金、上海市科委和上海市教委等的撑捏。