磁鐵雖然強大，但它們會洩漏無形的磁場，干擾附近電子元件。這在小型化電子產品及密集功能設計中構成嚴重問題。丹麥技術大學（DTU）國際研究團隊開發出一種近乎不可能的磁鐵：內部磁性強勁，外部卻幾乎無磁場洩漏，且在室溫以上仍維持此特性。「我們現時擁有磁結構高度有序的材料，但無通常干擾電子產品的磁場，」DTU 教授兼研究員 Kasper Steen Pedersen 表示。
此獨特組合或改變未來電子設計，尤其自旋電子學（spintronics），其以電子自旋而非電荷傳輸資訊。
抵消磁場的分子結構
研究核心為罕見的補償鐵磁體（compensated ferrimagnet）。傳統磁鐵中，無數微小磁矩同向排列，形成明顯外部磁場。此材料則將磁矩反向配置，雖未消失——內部磁性仍強且有序——但相互近乎完全抵消，外部磁場極微。科學家多年追尋此平衡，多數材料僅限特定溫度，一旦條件變化即失效，限制應用。 團隊棄用傳統金屬合金或氧化物，转而構築分子結構——金屬有機網絡（metal–organic network），磁性原子以有機連接子相連，提供更高控制。
「這開啟全新控制層級。磁性嵌入分子材料時，可利用化學調節磁性及電子特性，」Pedersen 補充。材料由鉻原子與吡嗪（pyrazine）分子連結而成。吡嗪以自由基形式存在，具未配對電子，主動貢獻整體磁行為。透過精準排列鉻與吡嗪，團隊實現外部磁矩近完美抵消，內部卻穩固。 為驗證此精密配置，研究使用中子散射及同步輻射等工具，原子級探測磁結構。測量顯示補償效應並非脆弱，在廣泛溫度範圍穩定，尤其室溫以上持續。
此穩定性區別於以往嘗試。 成果雖非即成技術，卻指明方向。無干擾磁場的材料可讓電子元件更緊密排列，適用自旋裝置追求更快、更節能表現。「我們未造出成品技術，但證明多年尋求的特性組合可行，此材料成未來開發平台，」Pedersen 指明。惟工作仍處基礎階段，需探索電性並轉化為可整合薄膜電路。研究刊於《Nature Chemistry》。
