美國的研究人員發現了一種名為二氧化釕(RuO₂)的材料,這是磁效應的真正來源。這一發現有助於解決在快速增長的反磁性(altermagnetism)領域內存在的激烈爭論。NRL 的材料科學家 Steven Bennett 博士及該研究的共同作者指出,反磁性是一個當前熱門的研究領域。研究人員急於用實驗證明理論預測,因為這對於高速且節能的計算技術可能具有重大影響。
團隊指出,二氧化釕作為可能的反磁性材料,吸引了全球的關注。這是一類新預測的材料,能夠推動更快、更節能的計算技術。根據一份新聞稿,這種興奮情緒源於理論和早期實驗報告,這些報告暗示二氧化釕可能具有不尋常的磁狀態,對自旋電子學和高速電子技術有重大影響。
研究人員經常引用的支持反磁性的一個證據是交換偏置(exchange bias)現象。當二氧化釕的薄膜與鐵等鐵磁材料緊密接觸時,研究人員觀察到偏移的磁滯回線,這是通常與隱藏的磁序(如反鐵磁性)相關的特徵。但NRL 團隊懷疑這可能隱藏著更複雜的情況。Bennett 表示,我們已經研究了其他系統中的交換偏置多年,當我們查看這些結果時,認為可能有其他因素在起作用。
研究人員透露,為了進一步調查,他們將傳統的磁測量技術與在奧克里奇國家實驗室進行的先進中子散射實驗相結合。Bennett 說,關鍵在於中子散射,這真的揭示了發生了什麼。中子非常適合研究磁性,因為它們攜帶磁矩,能夠作為材料內部磁結構的微小探針。
團隊使用了兩種互補的中子技術:極化中子反射率用於逐層檢查磁行為,和中子繞射用於探測大規模的磁排序。根據新聞發佈,Shelby Fields 博士表示,在這兩種情況下,我們觀察到的證據支持我們的觀察,即交換偏置並不與二氧化釕的某些內在特性有關,而是由於界面所致,這是單靠磁測量無法完全解決的。
研究結果並不排除在特定條件下,二氧化釕可能會顯示反磁性。然而,研究清楚地表明,僅僅依賴交換偏置無法作為證明。Bennett 說,交換偏置並不是這些材料中反鐵磁性的直接證據,因為界面上還有許多其他因素。




