据太原市科学技术局消息，美国得克萨斯大学奥斯汀分校研究团队在超薄二维磁性材料（884057）中，首次完整观测到随着温度降低依次出现的两种罕见磁性状态，完整验证了20世纪70年代提出的二维“六态时钟模型”。这一发现为研究二维磁性与纳米尺度磁结构提供了关键实验依据，相关成果发表于《自然·材料》杂志。

二维磁性材料（884057）在接近绝对零度时经历的特殊相变过程，长期以来在实验中难以被完整观测。此次研究团队将原子级厚度的三硫化磷镍冷却至约零下150℃至零下130℃之间，成功捕捉到连续的相变序列。

首先，材料进入“贝列津斯基—科斯特利茨—索利斯”（BKT）相。在此状态下，材料中原子的磁矩形成成对出现的旋涡结构，一顺时针、一逆时针，并彼此束缚。这些旋涡尺寸极小，横向仅几纳米，厚度为单原子层，具有极高的稳定性，为纳米尺度磁性调控和二维拓扑物理研究提供了新途径。

随着温度进一步降低，材料进入第二种状态，即“六态时钟有序相”。此时，磁矩只能取六个彼此对称的方向之一。该过程完整呈现了二维六态时钟模型所预测的相变序列。

二维六态时钟模型是描述二维系统中拓扑缺陷主导相变行为的经典理论框架。过去数十年，科学家一直缺乏在真实材料中完整观测该理论图景的直接证据。此次实验首次在同一材料中同时观测到BKT相及随后的低温有序相，完成了对理论的关键验证。该进展有望为未来超紧凑型技术带来启发。

原文：超薄二维材料中观测到两种罕见磁性状态（来源：太原市科学技术局）