材料科學正日益受到量子力學的影響,從而影響著現代科技。2025年5月2日,美國能源部(DOE)科學辦公室宣布了一項關於化合物Mn3Si2Te6的重大發現[4, 7]。這種材料在暴露於磁場時會從絕緣體轉變為導體,表現出巨磁阻效應(CMR)[4, 13]。
這種獨特的特性可能促成對磁場中的電氣變化具有高抵抗力的材料的創造,從而可能改變數據儲存和感測器技術[4]。該研究提供了關於材料如何在微觀層面在絕緣和金屬狀態之間切換的見解,揭示了涉及手性軌道電流的新型量子態[4, 1, 3]。
該團隊的發現為設計非常規磁阻材料提供了一條途徑[4]。這種材料Mn3Si2Te6在暴露於磁場時表現出電導率的顯著變化,這種特性被稱為巨磁阻效應[5, 9, 13]。與傳統材料中這種效應依賴於磁極化不同,Mn3Si2Te6通過避免完全磁極化來實現CMR,為研究和應用CMR提供了一種新方法[1, 8, 6]。手性軌道電流的發現和控制及其對磁阻的影響可能導致新的量子技術[1, 2, 11]。