英国斯图加特大学的科学家们在二维材料碘化铬薄片中发现了一种新型磁性,这种现象被称为超莫尔磁性(super-moiré magnetism),并与纳米级的斯格明子(skyrmions)磁结构有关。这一突破性发现发表在《自然·纳米技术》(Nature Nanotechnology) 期刊上,对于未来的磁数据存储技术具有重要意义。 主要发现 新型磁性: 研究团队通过轻微扭曲两层碘化铬双层片(总共四层原子层),创造出一种新型磁性状态。与非扭曲双层片不同,扭曲后材料表现出净外部磁场。 斯格明子结构: 这种扭曲产生了纳米级的、拓扑保护的磁性结构,称为斯格明子。斯格明子是已知的最小、最稳定的信息载体之一,有望用于下一代数据存储技术。 超莫尔磁性: 实验观察到长程磁性织构(magnetic textures),其延伸范围超出了单个莫尔晶胞的长度尺度,这种状态被命名为超莫尔磁性状态。 可调控性: 这种新发现的磁性可以通过调整电子在单个层中的相互作用来实现选择性控制,并且对环境扰动具有鲁棒性。 研究方法 研究人员利用了一种基于金刚石氮空位(NV)中心的量子传感技术(量子钻石磁力计),成功地首次直接检测到了扭曲二维磁性材料中的斯格明子。这种高灵敏度的显微镜技术能够解决纳米级磁性图案的成像挑战。 该项目由斯图加特大学应用量子技术中心(ZAQuant)主任 Jörg Wrachtrup 教授领导,博士后研究员 Ruoming Peng 和博士研究员 King Cho Wong 共同进行了实验。 这篇题为《扭曲二维碘化铬中的超莫尔自旋织构》("Super-moiré spin textures in twisted two-dimensional chromium triiodide")的论文于2026年2月7日在线发表在著名科学期刊《自然·纳米技术》(Nature Nanotechnology)上。
