已证明二维材料中的磁性记忆理论——现在期待硬盘容量的提升。

新实验前沿：在原子薄材料中发现完整循环的异域磁相

德克萨斯大学奥斯汀分校的物理学家首次记录了两种独特磁相的完全连续演化，这些相此前仅作为单独阶段存在。该实验实现了稳定的“磁岛”，尺寸仅数纳米——迈向未来超高密度数据存储的一步。

发现了什么？
1. 贝列兹金-科斯特里奇-陶勒斯（BKT）相

当温度降至–150 °C 至 –130 °C 时，原子薄二维材料进入 BKT 状态。在此状态下，磁矩形成相互关联的涡旋对，彼此以相反方向旋转。每个涡旋尺寸仅数纳米。

2. 六态“钟表”相

随着进一步降温，材料过渡到第二相——有序六态（six‑state clock）相。磁矩取六种可能的取向之一，类似时钟指针。这些状态稳定且持久，使其潜在适用于信息存储。

这两种相互预示的相此前各自被观察过，但完整循环尚未再现。

材料与方法
实验使用镍磷三硫化物（NiPS₃）晶体进行。结果通过非线性光学微偏振计理论和实验验证。

科学意义
- 确认二维磁性和拓扑物理的基本模型。
- 证明苏联科学家瓦迪姆·贝列兹金（Vladimir Berezinskii）的贡献，他是 BKT 转变的奠基人；其理论获得2016年诺贝尔奖，授予科斯特里奇（Kosterlitz）和陶勒斯（Thouless）。
- 在纯二维系统中展示稳定纳米尺度磁涡旋，为原子级磁性控制开启新机遇。

前景
科学家计划寻找在更高温度下——接近室温——这些异域相得以稳定的材料。这可能导致超紧凑磁性纳米设备、在自旋电子学和数据存储技术上的突破。