美国能源部橡树岭国家实验室（ORNL）研究团队宣布，他们发现了一种无须改变材料化学组成即可调控磁性的新方法。研究表明，仅通过施加轻微机械应变，就能够改变某些晶体材料内部的磁结构，并进一步影响其电子传输特性。这一发现有望为下一代自旋电子学器件开发开辟新的技术路径。

研究人员将目光聚焦于一种被称为“交替磁体”（Altermagnets）的新型磁性材料。这类材料由于兼具独特磁学性质和电子学特性，近年来成为先进电子器件研究的重要方向。研究团队利用中子束从原子尺度对材料进行观测，发现机械应变能够重新调整材料中的磁有序结构，并改变与电子输运相关的电学响应。

相关研究成果分别发表在《PhysicalReviewX》和《AdvancedMaterials》两份学术期刊上。研究结果显示，通过物理方式对材料施加应力，可能成为未来控制磁性的全新途径，而无须通过掺杂或改变材料化学成分来实现性能调节。

在实验过程中，研究人员将微小的碲化锰和硫化铁晶体夹在两块钛板之间，并施加机械压力。随后，他们利用橡树岭国家实验室散裂中子源产生的中子束开展中子衍射实验，研究应变对材料内部磁畴结构的影响。

实验结果显示，轻微挤压会改变不同磁畴所占据的相对比例。磁畴是材料内部磁有序方向不同的区域，其分布变化会直接影响材料整体的磁学表现。与此同时，研究团队还观察到了反常霍尔效应的变化。这种电学现象会在电流方向的垂直方向产生电压，其变化说明磁结构调整与电子输运行为之间存在直接联系。美国莱斯大学教授、曾任橡树岭国家实验室中子科学家的戴鹏程表示，通过控制磁畴结构，研究人员能够直接影响材料的电子输运特性，这为探索相关材料在自旋电子学领域的应用创造了新的可能性。

交替磁体之所以备受关注，是因为其特殊磁性同时兼具传统铁磁体和反铁磁体的部分优势。自旋电子学技术希望不仅利用电子携带的电荷信息，还利用电子自旋来完成信息存储和处理任务。相比传统电子技术，这种方法有望实现更高速度和更低能耗的信息处理模式。

研究团队指出，此次发现建立起了机械应变、磁畴结构以及电子输运行为之间的直接联系，证明了通过简单的物理形变即可调节材料磁学和电学特性。未来若能进一步完善相关技术，或将推动新型低功耗存储器、高性能计算设备以及先进自旋电子器件的发展。（逸文）