在芝加哥大学的实验室里，科学家们在层状磁性材料Fe₅GeTe₂中发现了电子的意外行为：数百万个粒子一起极缓慢地运动，同时却保持着量子相干性。这一现象与现有的理论模型相矛盾，并为新型存储器件开辟了道路。
Fe₅GeTe₂属于范德华磁体家族，可以制成原子级薄层。由舒奥伦·杨教授领导的研究人员使用了角分辨光电子能谱方法。他们用紫外激光照射仅10微米大小的样品区域，看到了一个平坦的电子带——这表明电子在穿过材料时几乎不加速。
在通常条件下，导体中的电子行为就像从陡坡上飞泻而下的水。而在这里，坡面几乎是水平的：粒子移动速度慢上千倍，但它们协同行动，如同一个统一的量子系综。"我们测量的不是一个电子，而是成千上万个电子的相互作用，它们全都相干地运动，"杨解释道。
这种行为在高于绝对零度100开尔文的温度下依然保持——对于量子效应而言这是相对较高的指标。这使该材料在实际应用中具有前景，尽管距离室温还很遥远。科学家们已经在检验用激光切换状态的可能性，这可能成为新一代非易失性存储器的基础。
这一发现促使人们重新审视对Fe₅GeTe₂内部磁相互作用的认识。理论家们现在必须重新描述这种物质的磁结构是如何构成的。与此同时，实验人员计划在单原子层中检验其性质——正是以这种形式，该材料可能在未来量子器件中得到应用。
这项工作献给杰出理论家彼得·利特尔伍德的纪念，他为量子材料研究做出了巨大贡献。其成果发表在Science Advances上，已经引起了二维磁体专家的兴趣。
