科学家靠像转魔方一样旋转二维材料薄片，首次在二维范德华材料体系中实验证实交变磁性（Altermagnetism）这种全新磁态，磁性家族传说里的“老三”，终于在二维材料里被实验抓到！

很多人都知道磁性分两大类，铁磁体就是咱们常见的磁铁，自带磁场，能吸住铁钉；反铁磁体内部磁场两两抵消，外部测不到磁场，但很难人为操控。过去几十年，学界一直猜想，还存在第三种磁性——交变磁性，也就是磁性家族的“老三”，它同时拥有两者的优点：对外几乎没有杂散磁场，信号不互相干扰，而且磁性还能被轻松调控。

补充说明：交变磁性在三维材料体系中此前已有实验证据，但在二维范德华材料体系，一直没有拿到实打实的实验证明。

中国中南大学刘艳平团队，联合中科院物理所、悉尼大学的国际合作团队，想出了一个巧妙办法。他们选用CrPS₄，这种材料本身是A型反铁磁体，层内铁磁、层间反铁磁。科研人员把材料薄片像撕保鲜膜一样剥离，再像拧魔方一样，将两层材料旋转到90度正交堆叠，也就是原子级转角堆叠技术。
经过转角堆叠之后，样品涌现出全新的磁基态：交变磁性。实验中捕捉到约2meV的塞曼劈裂和类铁磁的圆偏振响应，普通铁磁、反铁磁对照样品，都不会出现这个特征信号。相关论文9月2日正式登上《自然-物理》，还被选为期刊内封面，国内权威媒体在9月19日、20日集中对外发布这项重磅成果。

这项成果的全球领先优势十分突出：世界范围内首次在二维范德华材料体系实验证实交变磁性。国外不少顶尖团队尝试多年，始终没能在二维体系复现交变磁性的实验证据，而这次我们的合作团队，用转角堆叠的方案成功跑通实验，打开了自旋电子学全新的研究方向。

简单打个比方，传统磁铁就像大喇叭，磁性信号会四处扩散，元件挨在一起就会互相串扰；普通反铁磁材料像静音喇叭，没有外溢磁场，但是音量没法调节。而交变磁性材料，相当于静音、还能自由调节音量的喇叭。

它在前沿硬件里能发挥巨大作用。未来用来做自旋存储芯片，存储单元可以做得更小，芯片密度大幅提升，读写速度更快，发热还更低；应用在量子传感器件上，不会因为元件之间磁场互相干扰而产生误差，传感精度会显著提升；在下一代低功耗算力芯片中，这种材料可以大幅降低芯片运行能耗，解决现在AI芯片功耗居高不下的一大痛点。

在全球二维磁性材料的科研布局上，过去这类前沿磁性材料研究长期由欧美实验室主导，这次在二维体系观测到交变磁性，让我国在全新磁态的基础研究领域实现领跑，给全世界自旋电子器件研发提供了一条全新可行的材料路线。