中子实验揭示了磁结构与电学行为之间此前未被认识的关联。

对特定晶体施加轻微的机械挤压，可以改变其磁结构并影响其电学行为。美国能源部橡树岭国家实验室（ORNL）的研究人员在交错磁体（altermagnet）上演示了这一效应。交错磁体是一类新兴磁性材料，目前正被研究用于先进电子器件。

研究人员利用中子束在原子尺度上考察这些材料，发现机械应变能够改变其磁有序的组织方式，并影响一种与电子输运相关的电学响应。相关结果以两篇连续发表的论文形式刊登于 Physical Review X 与 Advanced Materials，指向一种在不改变化学组分的前提下调控磁性的可能方法。

轻微挤压如何改变磁畴分布与电输运

研究人员将碲化锰与硫化铁的微小晶体置于两块钛板之间并施加机械压力，随后在 ORNL 的散裂中子源（Spallation Neutron Source）上利用中子衍射，考察应变对磁畴的影响。磁畴是材料内部磁有序取向各不相同的区域。

测量结果显示，挤压晶体改变了各磁畴的相对占比。研究人员同时观测到反常霍尔效应（anomalous Hall effect）的变化，该电学响应会在垂直于外加电流的方向上产生电压。两组结果将磁畴组织的变化与电输运行为的变化联系起来。

莱斯大学的 Pengcheng Dai 曾任 ORNL 中子科学家，他表示：通过控制磁畴，可以直接影响输运行为，这为探索这些材料在自旋电子学技术中的应用打开了大门。

自旋电子材料的调控新途径

交错磁体受到研究关注，原因在于其特殊磁性有望支撑自旋电子学。自旋电子学同时利用电子自旋与电荷来存储和处理信息。传统电子学依赖电子电荷，自旋电子学则可能为电子器件中的信息控制提供额外手段。

发展实用化的自旋电子学技术，需要磁性与电学性质可被可靠操控的材料。交错磁体是候选材料之一，潜在应用涵盖无线通信至量子计算。ORNL 的实验表明，机械应变可能提供另一种调控这些性质的途径；但要将结果转化为可用器件，仍需进一步研究。

ORNL 中子科学家、两项研究的共同作者 Feng Ye 表示：一个富有创造性的实验构想，即在两块板之间施加轻微机械挤压，就能揭示全新的磁性行为并推动该领域前进；中子散射在此发挥了关键作用，揭示了磁性的底层变化。

参考文献

Weiliang Yao, Feng Ye, Zachary J. Morgan, Douglas L. Abernathy, Ruixian Liu, Sijie Xu, Yuxiang Gao, Kevin Allen, Yuan Fang, Emilia Morosan, Qimiao Si and Pengcheng Dai, Uniaxial Strain Tuned Magnetism of the Altermagnet Candidate H-FeS, Advanced Materials, 2026年8月6日. DOI: 10.1002/adma.74398

Zhaoyu Liu, Sijie Xu, Jonathan M. DeStefano, Elliott Rosenberg, Tingjun Zhang, Jinyulin Li, Matthew B. Stone, Feng Ye, Wei Tian, Sarah Edwards, Rong Cong, Siyu Pan, Ching-Wu Chu, Liangzi Deng, Emilia Morosan, Rafael M. Fernandes, Jiun-Haw Chu and Pengcheng Dai, Strain-Tunable Anomalous Hall Effect in Hexagonal MnTe, Physical Review X, 2026年8月11日. DOI: 10.1103/589s-s1yy