研究核心突破 - 复旦大学物理学研究团队发现一类特殊低维反铁磁体系能在磁场下实现确定性双稳态整体切换，完善了经典磁学理论框架 [1] - 该研究揭示了低维层间反铁磁体磁化翻转的关键因素与独特效应，推动反铁磁材料研究从“有趣而无用”迈向“可读可写”的关键一步 [1] - 相关成果为开发新一代低功耗、高速运算芯片提供了新路径，并于29日在线发表于国际学术期刊《自然》 [1] 技术原理与实验发现 - 在铁磁体中，磁针方向整齐一致易于磁场调控，常规磁性设备如机械硬盘均以铁磁材料作为存储单元 [1] - 反铁磁材料因磁针方向相反、磁性抵消而很难被磁场调控，多被当作辅助铁磁体的“配角” [1] - 相比铁磁体，反铁磁材料更有助于开发更高密度、更快速度的磁性存储器，前提是需在保持反铁磁态的基础上实现所有磁性层同时发生整体性双态切换 [1] - 团队基于自主开发的无液氦多模态磁光显微系统，结合非线性光学二次谐波技术，发现层间反铁磁体CrPS4（硫代磷酸铬）的反铁磁态可被磁场整体切换，并成功捕捉到这一“集体舞蹈”现象 [2] 理论框架与模型创新 - 复旦大学理论物理与信息科学交叉中心团队为实验现象提供了理论框架，通过微磁模拟精准复现了实验中观察到的两类磁切换行为 [2] - 团队创新提出了Stoner-Wohlfarth反铁磁模型，并推导出反铁磁的“特征交换尺寸”以充当两类行为的判据 [2] - 该理论不仅完美解释了现有实验，更为未来按需设计与搜寻具有理想翻转特性的反铁磁材料提供了理论指引 [2] 应用前景与行业影响 - 该研究为反铁磁动力学基础研究以及技术应用带来了变革性突破 [2] - 研究为未来低维磁性材料集成到自旋电子学以及光电子领域中开辟了新途径 [2]