节省能源：新方法实现无磁体引导磁性

随着人工智能和数据中心的能耗需求日益增长，科学家们正在寻找更智能、更环保的技术。这正是磁电材料发挥作用之处——这类特殊化合物能将电学特性与磁学特性相互关联。通过这种关联，研究人员可利用电场控制磁性，这有望为超低能耗存储和计算设备开辟道路。

橄榄绿色晶体氧硒化铜(Cu₂OSeO₃)就是这样一种磁电材料。在低温环境下，其原子自旋排列成奇异磁织构，形成螺旋和圆锥等结构。这些图案的尺度远大于底层原子晶格，且不受晶格几何结构束缚，因而具有高度可调性。

中子观测电场重构磁性

如今，瑞士保罗谢勒研究所(PSI)的科学家证实，电场能操控氧硒化铜内部的这些磁织构。在常规材料中，由原子自旋扭曲与排列形成的磁结构通常被锁定在特定取向上。而施加适当电压时，研究人员可对氧硒化铜中的磁结构进行微调与重新定向。

这是首次在材料中实现利用电场连续重定向磁织构的传播方向——该效应被称为磁电偏转。

为研究磁结构，团队使用了瑞士散裂中子源(SINQ)的SANS-I束线。该设施通过中子束以纳米级精度绘制固体内部磁结构的排列与取向。研究人员借助定制设计的样品环境，在施加强电场的同时，运用小角中子散射(SANS)技术探测晶体内部的磁化状态。

PSI束线科学家乔纳森·怀特指出："用电场操控如此大尺度的磁织构，展现了创新实验与世界级研究设施结合所能实现的突破。我们能捕获磁电偏转这般精妙效应，正是得益于SANS-I卓越的分辨率和多功能性。"

从新物理现象到新技术

新发现的磁电偏转效应推动了对底层物理机制的深入研究。令人惊奇的是：磁结构不仅对外场产生响应——它们会依据电场强度呈现三种截然不同的行为模式。弱电场以线性响应对磁结构产生温和偏转；中等电场引发复杂的非线性行为；强电场则导致磁织构传播方向发生90度剧烈翻转。

论文第一作者、PSI博士后研究员山姆·穆迪表示："每种模式都具有独特特征，可集成至传感与存储设备。特别令人兴奋的是混合器件的前景——通过改变外加磁场强度，可调控这些行为模式的触发阈值。"

磁电偏转效应为控制磁性提供了强大的新工具，且无需依赖高能耗磁场。研究人员操控磁性的高度灵活性，使这项发现在可持续技术应用领域展现出激动人心的前景。