使用先进实验方法对磁性纳米线和纳米结构进行的基础性探索，为未来自旋电子学和量子信息器件工程提供了空前的机会。虽然已经对铁磁性团簇，尤其是铁磁性链进行了大量的研究，但对反铁磁性纳米物体的行为还了解得比较少。因为内在实验和理论上的困难，揭开反铁磁性纳米结构的复杂磁性行为的任务仍是富有挑战性的。

 

现在，德国于利希研究中心的科学家通过使用密度泛函理论计算方法，发现有限长反铁磁性纳米线在铁磁性基底上的新现象，其中纳米线的原子数目是决定磁性结构的基本量。无限和有限长的偶数原子纳米链都表现出非共线磁性，而在一定条件下的奇数原子纳米链能导致共线性的铁磁性基态。后者是非常令人惊奇的，因为二聚物和无限长链两者基本上都是相同的非共线结构。也就是说，添加一个原子到链上能导致磁性结构的完全转变，这说明了该效应的极端非局域性，并且只适用于一定长度下的纳米线。通过预测，偶数和奇数原子纳米线之间的区别可以足够大到在实验上可观测。

 

研究人员主要通过Mn链在Ni（001）表面上的结果来显示，但它们是普遍的，对不同基底上的反铁磁性链也适用。他们用海森堡模型来解释第一性原理的计算结果，并将结果扩展到更长的链。最终，预测了无限长链是非共线磁性的。科学家鼓励在实验上能研究这项迷人的奇偶效应。

 

原文链接：http://link.aps.org/abstract/PRL/v101/e107204 （陈鲁倬/编译）

 

《科学新闻》 (2008年 12月 第1期 封面集锦)