一个多世纪以来，物理教科书一直教授磁铁有两种基本类型。铁磁体（如冰箱上的条形磁铁）具有强净磁化，因为其所有原子自旋指向同一方向。反铁磁体的自旋以交替相反方向排列，相互抵消产生零净磁化。
这种二元分类可能需要更新。7月6日发表在《Nature Physics》上的一篇综合评论整合了第三种基本磁性类别，交变磁性的证据。与铁磁体不同，交变磁体不产生杂散磁场。与反铁磁体不同，它们可以传导强自旋极化电流，可能结合两者的最佳特性用于下一代自旋电子器件。
缺失的磁相
这一缺失的发现来自晶体学。研究人员注意到某些材料（包括MnTe、RuO₂和CrSb）表现出不符合传统框架的磁序。它们的自旋得到补偿（零净磁化），类似于反铁磁体，但其电子能带结构显示出自旋分裂，这在传统反铁磁体中不应发生，因为克拉默斯简并使自旋向上和自旋向下能带保持配对。
解决方案来自对称性。在传统反铁磁体中，自旋子晶格通过平移与时间反演对称性（一种同时翻转自旋和时间的数学运算）相连接。在交变磁体中，子晶格通过旋转与时间反演对称性相连接。旋转增加了一个方向性分量，在保持零净磁化的同时解除了一般动量点上的自旋简并。
其结果是一种结合了先前被认为互斥特性的材料：在不产生杂散场的磁体中实现自旋极化电流。
为何对器件至关重要
铁磁体产生的杂散磁场是微型化电子学中的一个持续问题。在密集排列的磁性存储器阵列中，一个比特的磁场可能翻转邻近比特，这是一个随着器件缩小而恶化的串扰问题。交变磁体完全消除了这一问题，因为它们没有净磁化，因此也没有杂散场。
同时，交变磁体产生自旋极化电流，这是利用电子自旋而非电荷来处理和存储信息的自旋电子学器件的必要条件。它们还在太赫兹范围内提供本质上快速的自旋动力学，可能实现远超铁磁器件所能达到的切换速度。
由T. Jungwirth（捷克科学院）、J. Sinova（美因茨约翰内斯·古腾堡大学）和L. Šmejkal（美因茨）领导的国际团队撰写的这篇评论，梳理了过去三年中为交变磁性建立实验基础的里程碑：MnTe中的光谱学确认（Krempaský等人，《Nature》，2024年）、CrSb中的薄膜自旋分裂（Reimers等人，《Nature Communications》，2024年）以及Mn₅Si₃中的异常霍尔响应（Reichlova等人，《Nature Communications》，2024年）。
已展示的成果
该评论确定了已在交变磁体中展示或预测的几种功能现象：
- 巨隧穿磁阻：在交变磁隧道结中预测
- 自旋分裂扭矩：无需重金属层的高效自旋轨道扭矩，在RuO₂中实验观察到
- 交变磁电效应：电极化与磁序之间的相互耦合
- 完美超导二极管效应：在交变磁体-超导体混合体中预测
- 铁电可切换交变磁性：在多铁材料中展示
- 室温运行：在包括CrSb和RuO₂在内的几种交变磁体中得到证实
注意事项
交变磁性作为一个独特的磁性类别在凝聚态物理学界部分领域中仍存在争议。一些研究者认为它代表反铁磁性的一个子类型，而非真正的新相。该评论本身也承认交变磁体与某些高对称性反铁磁体之间的界限并不总是清晰的。
此外，迄今为止大多数展示都处于材料表征层面而非器件层面。使用交变磁体的功能自旋电子学器件（存储单元、逻辑门、传感器）在很大程度上仍停留在理论阶段，尽管室温展示使它们更接近实际应用。
婷 翻译
披露：基于2026年7月6日发表在Nature Physics上的同行评审评论文章。DOI：10.1038/s41567-026-03337-w。作者：T. Jungwirth、J. Sinova、P. Wadley、D. Kriegner、H. Reichlová、F. Krizek、H. Ohno、L. Šmejkal等。