麻省理工學院（MIT）的物理學家們在碘化鎳（NiI₂）這種二維晶體材料中，首次觀察到了一種名為「p波磁性」的全新磁性形式。這項突破性的發現結合了傳統鐵磁體和反鐵磁體的特性，並展現出獨特的螺旋狀電子自旋排列，為開發更快速、更節能的自旋電子學（spintronics）設備開闢了新的道路。
傳統鐵磁體的電子自旋方向一致，產生宏觀磁場；反鐵磁體的相鄰電子自旋方向相反，整體磁場相互抵消。p波磁性則是一種混合了這兩種特性的新興磁性狀態。在碘化鎳晶體中，鎳原子的電子自旋並非簡單對齊或反向，而是形成一種具有「手性」的螺旋狀構型，如同左手與右手的鏡像關係。研究的關鍵在於，科學家們發現這種螺旋自旋構型可以被電場精確操控，透過施加小電場，研究人員能夠將螺旋的「手性」從左旋切換到右旋，反之亦然。這種「自旋切換」是實現高效自旋電子學設備的核心，與依賴移動電荷的傳統電子學不同，自旋電子學利用電子自旋儲存和處理資訊，能大幅提高數據儲存密度並顯著降低能耗。
研究團隊指出，p波磁性在控制電子自旋方面具有巨大潛力，預計可將設備的能源效率提升五個數量級。此研究成果發表在權威期刊《自然》（Nature）上，是MIT研究人員與伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校等機構合作的結晶。此發現建立在該團隊2022年對碘化鎳磁性特性的初步研究基礎之上，當時已觀察到鎳原子自旋的螺旋排列，但尚未將其與可控的自旋切換聯繫起來。
儘管p波磁性的潛力巨大，但目前該現象僅在極低的溫度（約60開爾文，即-213攝氏度）下才能觀察到，這限制了其在實際應用中的可行性。因此，研究人員的下一個重要目標是尋找能在室溫下展現p波磁性特性的材料。一旦克服這一挑戰，我們將能見證更快速、更緊湊、更節能的下一代電子設備的誕生，為計算機記憶體技術帶來革命性的變革。這項研究不僅為科學界提供了對磁性現象的全新理解，也為解決當前電子設備的能耗和效率瓶頸提供了充滿希望的解決方案，並體現了跨學科合作在推動科學前沿發展中的重要作用。