麻省理工学院（MIT）的研究人员在镍碘（NiI₂）二维晶体中观测到了一种名为“p波磁性”的新型磁性现象。该现象结合了铁磁性与反铁磁性的特点，并以独特的螺旋状电子自旋构型呈现，为开发更先进的电子器件，特别是高效的自旋电子学（spintronics）器件，开辟了新的可能性。这项研究成果已发表在《Nature Communications》杂志上。
与传统铁磁体（所有电子自旋指向同一方向）或反铁磁体（相邻自旋指向相反方向）不同，“p波磁性”的特点在于其电子自旋呈现螺旋状排列，并具有特定的“手性”，即螺旋可向左或向右缠绕。尽管这种排列方式使得宏观磁场相互抵消，但其独特的螺旋结构允许通过电场进行精确控制。研究人员发现，通过施加微小的电场，可以改变镍碘晶体中磁性螺旋的方向，从而控制电子自旋的极化。这一发现至关重要，因为它提供了一种比传统方法更节能的方式来操纵电子自旋，这是实现高效自旋电子存储器的关键一步。例如，利用这种电场控制的自旋电流，可以更有效地翻转用于控制磁性比特的磁畴，从而可能将计算机的能耗降低几个数量级。
尽管这一突破性现象目前仅在约60开尔文（-213摄氏度）的极低温度下得以观察，限制了其在日常消费电子产品中的直接应用，但研究人员正积极探索在室温下也能表现出“p波磁性”特性的新材料。一旦实现这一目标，将为开发更快速、更密集、更节能的非易失性存储器带来革命性的变化。理论研究也为这一发现提供了重要支持，米兰-比可卡大学的Silvia Picozzi教授及其团队通过提出的模型解释了镍碘晶体中“p波磁性”的形成机制，并预测了其与电场耦合的可能性。这项研究的成功也得益于实验与理论的紧密结合，为理解和应用这种新型磁性提供了坚实的基础。“p波磁性”的发现不仅是基础物理学上的一个重要里程碑，也为未来的电子技术发展指明了方向，预示着一个新时代的到来，在这个时代，电子器件将更多地利用电子的自旋来存储和处理信息，从而推动计算能力的飞跃，并为解决能源消耗问题提供新的途径。