几个世纪以来，对磁性的研究深刻地塑造了我们对物质的理解，并推动了技术的进步。从指引古代水手的指南针到存储现代数据的硬盘，磁性材料一直是不可或缺的。传统上，磁性根据原子磁矩的排列方式被分为两大类：铁磁性，其中磁矩平行排列，产生净磁矩；反铁磁性，其中相邻磁矩反平行排列，导致净磁矩为零。

然而，随着“交错磁性”（altermagnetism）的出现，磁性的图景正在经历一场深刻的重塑。这种近期被认识到的新型磁性状态，有时被誉为与铁磁性和反铁磁性并列的“第三磁序”，它巧妙地结合了两者的特点，同时又截然不同。交错磁体像反铁磁体一样，在实空间中表现出净磁化强度为零。然而，与传统反铁磁体不同的是，它们拥有一个独特的特征：在动量空间中，其电子能带具有动量依赖的自旋劈裂。这种劈裂源于破缺时间反演对称性与特定晶体对称性的特定组合，即使在没有强自旋轨道耦合的情况下也是如此。这种在动量空间中非传统的自旋极化是交错磁体的标志，带来了奇异的物理现象和有前景的新应用。

最近在材料 KV₂Se₂O 中发现金属室温 d 波交错反铁磁体，标志着这一新兴领域的重大里程碑。《自然·物理学》上一篇题为“一种金属室温d波交错磁体”的论文，报告了一种交错磁体的发现。这对于基础物理研究和实际应用，特别是在自旋电子学领域，具有巨大的潜力。

在此发现之前，理论工作已经预测了交错磁体的存在及其迷人的特性。在诸如 RuO₂ 等材料中的一些早期实验迹象也指向了这种新的磁有序。然而，找到一种在室温下并在金属状态下强有力地表现出交错磁性的材料，一直是一个关键的追求。金属交错磁体对于自旋电子学应用特别有吸引力，因为其固有的导电性允许使用电场直接操纵自旋电流，这比在需要更复杂地传输自旋信息的绝缘磁体具有优势。在室温下工作对于广泛的技术应用至关重要，可以避免对高能耗且昂贵的低温冷却系统的需求。

KV₂Se₂O 中的发现之所以重要，是因为它证实了在单一材料中实现这些所需特性的可行性。研究采用了多种实验技术，包括先进的谱学方法，如角分辨光电子能谱（ARPES），来探测 KV₂Se₂O 的电子和磁性结构。这些实验为动量依赖的自旋劈裂提供了令人信服的证据，这是交错磁体的指纹。关键的是，测量结果显示，这种自旋劈裂在动量空间中呈现出 d 波对称性。

这里的“d 波”一词借鉴了非常规超导性，其中超导能隙具有 d 波对称性，其符号根据动量空间中的方向而改变。在交错磁体的背景下，d 波自旋劈裂意味着自旋极化的幅度甚至符号会根据电子动量在特定、各向异性的方式下随方向变化。这种高度非传统的自旋纹理预计将导致独特的各向异性输运现象，并可能产生新形式的自旋-电荷相互转换。在 KV₂Se₂O 中观察到的 d 波特征是其晶体结构和由此产生的磁矩排列的直接结果，展示了晶体对称性、磁有序和电子性质在交错磁体中错综复杂的相互作用。

像 KV₂Se₂O 这样的金属室温 d 波交错磁体的意义深远。从基础物理学的角度来看，它提供了一个具体的平台，用于严格检验交错磁体的理论模型，并探索磁性、电子关联和非常规对称性之间迷人的相互作用。d 波自旋纹理可能导致新奇拓扑电子态的实现，或为其他非常规电子相背后的机制提供见解。

对于技术应用，特别是在自旋电子学领域，KV₂Se₂O 代表着潜在的游戏规则改变者。自旋电子学旨在利用电子的自旋及其电荷进行信息处理和存储，有望实现更快、更节能、更高密度的设备。传统的自旋电子器件通常依赖于铁磁体，但它们存在诸如杂散磁场和与畴壁运动相关的能量损失等局限性。反铁磁体由于其净磁矩为零以及潜在的更快的自旋动力学而具有潜在优势，但使用电场控制其自旋状态可能具有挑战性。

交错磁体，特别是那些在室温下工作的金属材料，提供了一个引人注目的替代方案。交错磁体中动量依赖的自旋劈裂可以导致类似于在铁磁体中发现的效应，例如反常霍尔效应和磁阻，但没有净磁化强度的缺点。KV₂Se₂O 中自旋劈裂的 d 波对称性可以实现对自旋电流前所未有的控制，并为开发基于自旋纹理各向异性的新型自旋电子功能开辟道路。

虽然 KV₂Se₂O 的发现是一个重大的飞跃，但这仅仅是个开始。需要进行进一步的研究以充分理解这种材料中交错磁性的微观机制，并探索其全部潜力。对其输运特性、自旋动力学以及集成到器件结构中的潜力进行详细研究是下一步的关键。此外，寻找具有不同对称性和性质的其他金属室温交错磁体的工作也将继续进行，扩大用于探索这种令人兴奋的新物质相的材料库。