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科学家创造出一种新晶体，可将磁性扭曲成奇异的漩涡
通过迫使晶体结构竞争，科学家们发现了一种使磁性扭曲的新方法。佛罗里达州立大学的科学家开发了一种新型晶体材料，其磁性行为与传统磁铁截然不同，为数据存储和量子技术的进步开辟了潜在途径。在《美国杂志》上报告他们的结果 [...]
来源:SciTech日报通过迫使晶体结构竞争，科学家们发现了一种使磁性扭曲的新方法。
佛罗里达州立大学的科学家们开发出了一种新型晶体材料，其磁性行为与传统磁铁截然不同，为数据存储和量子技术的进步开辟了潜在途径。
研究小组在《美国化学学会杂志》上报告了他们的研究结果，证明将两种化学上相似且具有不同晶体结构的材料结合起来可以产生一种全新的结构。这种新形成的材料表现出与任何一种原始化合物不同的磁性。
磁性的产生是因为原子的行为就像微小的磁铁，这是一种称为原子自旋的特性的结果。每个自旋都可以被描绘成一个小箭头，标记原子磁场的方向。在普通磁性材料中，大量的自旋以有序的方式排列，要么指向相同的方向，要么指向相反的模式。这种集体排列产生了计算机和智能手机等设备中所使用的熟悉的磁性。
佛罗里达州立大学的研究人员发现，他们的方法导致了更加复杂的自旋排列。原子自旋不是均匀排列，而是组织成重复的漩涡图案。这些结构被称为自旋纹理，强烈影响材料的磁性行为，并将其与传统磁铁区分开来。
工作原理
为了制造这种材料，该团队混合了两种化学组成接近但晶体结构对称性不同的化合物。当这些不匹配的结构相遇时，它们会产生科学家所说的“挫败感”，这意味着两种结构在两种成分之间的边界处都不是完全稳定的。这种不稳定性在新晶体中观察到的不寻常磁性图案的产生中起着关键作用。
为什么它很重要
“化学思维”和材料设计
DOI：10.1021/jacs.5c12764