科学家采用一种新的光学方法确定了有机晶体的反铁磁性，发现了独特的磁性特征，并为下一代磁性材料的发展开辟了可能。

科学家利用先进的光学方法，揭示了一种新发现的磁铁的潜在磁性行为。他们的研究集中在一种有机晶体上，这种晶体被认为是一种“另类磁铁”的有力候选材料。“另类磁铁”是最近才提出的第三类磁性材料。另类磁铁的表现与更为人们所熟知的铁磁体和反铁磁体截然不同。

相关研究结果已于近期在《物理评论研究》（Physical Review Research）期刊上发表。

东北大学材料研究所副教授伊古奇·聪士指出：“不同于会相互吸引的普通磁铁，交变磁铁不显示净磁化强度，但它们仍然可以影响反射光的偏振。‘这使得利用传统光学技术对其展开研究变得困难重重。’”

为了应对这一挑战，井口和他的团队将新开发的光反射通用公式应用于有机晶体。这种方法使他们能够成功识别晶体的磁性特征并追溯其起源。

共同努力

研究小组还包括来自日本同步加速器辐射研究学会的池元裕香和森脇太郎；来自关西学院大学物理与天文学系的伊藤博武；来自东北大学物理系的岩井信一郎；以及同样来自材料研究所的古川哲也和佐佐木隆彦。

该团队新推导出的光反射通用公式以麦克斯韦方程组为基础，适用于包括低晶体对称性材料在内的多种材料，如本研究中的有机化合物。

一种新型光学框架

这一新的理论框架同样使研究团队能够开发出一种精确的光学测量方法，并将其应用于有机晶体κ-(BEDT-TTF)₂Cu[N(CN)₂]Cl。他们成功测量了磁光克尔效应（MOKE），并提取出了非对角光学电导谱，该谱提供了有关材料磁性和电子特性的详细信息。

结果显示光谱具有三个关键特征：（1）边缘峰表明自旋带分裂；（2）实部与晶体畸变和压磁效应相关；（3）虚部与旋转电流相关。这些发现不仅证实了材料的交替磁性特性，还证明了新开发的光学方法的强大功能。

“这项研究为探索更广泛种类的材料的磁性打开了大门，这些材料包括有机化合物，并为未来开发基于轻质、柔性材料的高性能磁性器件奠定了基础，”井口补充说。

参考文献：《有机反铁磁体作为候选替代磁体的磁光光谱研究》，作者：伊古池聪（Satoshi Iguchi）、小林弘树（Hiroki Kobayashi）、池本优香（Yuka Ikemoto）、古川彻也（Tetsuya Furukawa）、伊藤宏武（Hirotake Itoh）、岩井慎一郎（Shinichiro Iwai）、森脇太郎（Taro Moriwaki）和佐佐木隆彦（Takahiko Sasaki），发表于2025年7月7日，《物理评论研究》（Physical Review Research）。DOI：10.1103/nnz3-tq7y

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