一种具备螺旋自旋结构的p波磁体，正成为制造更小、能效更高计算机芯片的潜力材料。卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的研究人员参与了该材料的研发，相关成果已发表于《自然》杂志。

传统认知中，铁磁性材料如铁、镍、钴，其电子自旋(磁矩)朝同一方向运动，产生明显磁性。反铁磁材料则因相邻电子自旋方向相反，磁力与导电特性相互抵消，看似无磁性。但近期研究显示，反铁磁体可通过改变磁性与电子排列，展现出铁磁性。日本理化学研究所新兴物质科学中心(CEMS)、东京大学与卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)联合开发的p波磁体，正是这一理论的实践成果。

这种p波磁体由多种金属组合而成，电子行为如同自旋分裂，自旋排列成相称的螺旋结构。卡尔斯鲁厄理工学院理论固体物理研究所“MAGN3D”艾米·诺特小组负责人、CEMS访问科学家Jan Masell博士介绍：“磁化强度在六个原子晶格点长度上完成360°旋转，相邻原子间隔几乎为60°。”他参与的东京大学与CEMS协调项目，旨在调和理论方法，使其与实验结果一致。

Jan Masell博士还指出，p波磁体磁化强度极低，几乎无法测量，螺旋结构存在微小偏差。这种偏差引发了通常与强磁场或高磁化强度相关的巨大反常霍尔效应，使电子在材料中发生横向偏转。此外，螺旋结构可在磁化范围内旋转，p波磁体作用可切换，且电阻受螺旋方向影响显著。

这项基础研究为信息技术带来新机遇。p波磁体有望成为制造速度更快、体积更小、能效更高的计算机芯片的基础材料，同时也为研究自旋电子态提供了新平台。

更多信息： Rinsuke Yamada 等人，《具有公度自旋螺旋的金属 p 波磁体》，《自然》(2025)。