在现在这信息技术快速发展的年代，寻找能突破现有物理极限的新型存储材料，是大家都在关注的事情。传统的电子设备是通过电荷流动来工作的，面临着功耗和集成度的瓶颈，而利用电子自旋属性的自旋电子学，被认为是下一代信息技术的方向。其中，反铁磁材料因为磁矩相互抵消、没有磁性表现、抗干扰强、响应速度快等优势，被认为是一个很有潜力的研究对象。不过反铁磁材料磁矩排列比较顽固，难以被外界磁场探测和改写，所以这个材料一直没能得到广泛应用。吴施伟教授团队和袁喆教授团队在复旦大学物理学系和理论物理与信息科学交叉中心展开合作。他们选择了硫代磷酸铬（CrPS4）作为研究对象。吴施伟团队开发了一个无液氦多模态磁光显微系统，能够看到微观尺度下的原子磁矩排列变化。他们发现，在特定外磁场作用下，CrPS4的反铁磁态会发生整体性、确定性的双稳态切换，就像集体跳舞一样。这个现象说明反铁磁材料的磁状态可以被精准置位和复位。袁喆团队提供了理论支撑。他们通过微磁学模拟复现了实验中观察到的翻转行为，并拓展了斯托纳-沃尔法斯（Stoner-Wohlfarth）模型，提出了决定反铁磁体翻转行为类别的关键物理量——“特征交换尺寸”。这个理论不仅解释了实验结果，还能帮助科学家设计理想的新材料。这项研究把反铁磁材料可控读写从理论变成了现实。基于这类材料构建的自旋电子器件可能会有更好的性能。这个研究成果不仅是我国在前沿基础研究领域的突破，也给中国在信息技术领域提供了新的方案。未来随着材料体系拓展和器件原理验证深入推进，这个成果可能会对全球信息产业产生深远影响。