記者6日從寧波東方理工大學獲悉，該校理學部副教授周通團隊在磁學與自旋電子學領(lǐng)域取得重要進展，首次揭示了交錯磁近鄰效應，為交錯磁性的界面工程與功能化應用開辟了全新路徑。相關(guān)成果日前發(fā)表在國際期刊《物理評論快報》上，同時入選編輯推薦，并得到美國物理學會《物理》雜志專題報道。

在物理學中，當兩種材料相互接觸時，其物理性質(zhì)可以通過界面相互影響甚至傳遞，這被稱為近鄰效應。這類界面效應已成為超導量子器件和自旋電子學發(fā)展的重要物理基礎(chǔ)。

近年來，交錯磁性受到廣泛關(guān)注。交錯磁體融合了鐵磁體具有自旋極化和反鐵磁體無雜散場、本征頻率高的雙重優(yōu)勢，有望大幅提升信息存儲的速度、密度和能效。然而，單一交錯磁體物性仍相對受限，且實驗確認的材料種類有限，在一定程度上制約了其應用發(fā)展。近鄰效應是整合不同物性的有效手段，但交錯磁性源于自旋子晶格間的晶格對稱性關(guān)系，近鄰效應在交錯磁性中的適用性仍不清晰。

研究團隊以典型交錯磁材料V2Se2O為例，構(gòu)建了其與非磁材料PbO組成的異質(zhì)結(jié)構(gòu)，并從多個方面證明：原本非磁的PbO能夠通過界面耦合獲得來自V2Se2O的交錯磁特性，即被交錯磁化。研究團隊將這種能夠跨界面?zhèn)鬟f交錯磁性的全新界面機制稱為交錯磁近鄰效應?！霸谶@一過程中，電子波函數(shù)在界面發(fā)生延展與雜化，使交錯磁性特有的動量依賴自旋劈裂被傳遞到原本自旋簡并的非磁材料中。”周通說。

研究團隊進一步在其他典型交錯磁體系中驗證了交錯磁近鄰效應的普遍性，覆蓋從二維到三維、從絕緣體到金屬的多類材料平臺。研究發(fā)現(xiàn)，即使在晶格對稱性并不匹配的異質(zhì)結(jié)構(gòu)中，非磁材料仍能夠通過自旋態(tài)重構(gòu)有效獲得交錯磁性，體現(xiàn)出一種自旋電子結(jié)構(gòu)自適應的能力。

這一機制使得原本難以在同一材料體系中共存的多種物性，可以通過異質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計被整合到統(tǒng)一平臺中。此外，交錯磁近鄰效應有望在未來量子材料與器件設(shè)計中發(fā)揮重要作用。