反铁磁体因具备高速状态切换能力和潜在的高存储密度，被视为先进计算硬件与量子应用的候选材料之一。与铁磁体不同，反铁磁体中相邻原子自旋方向相反并相互抵消，因此整体呈现零净磁性。这一特性使其在器件中可更紧密排列、减少相互干扰，但也带来一个关键难题：磁态不易被直接探测，进而影响信息的读取与写入。

特拉华大学研究人员近日公布一种用于“看见”反铁磁体磁态的光学检测方法。该研究由材料科学与工程助理教授 Chitraleema Chakraborty 领导，成果发表在《ACS Nano》。研究团队表示，该方法有望推动反铁磁体在下一代计算技术及量子相关应用中的基础研究。

研究人员借鉴了金属在铁磁体磁场中可被磁化的思路，将一种对磁环境敏感的材料与反铁磁体进行近距离耦合。团队指出，距离是实现探测的关键因素：反铁磁体的磁性信号会在数纳米尺度内快速衰减，这一尺度约为人类头发直径的四万分之一。

在实验设计中，团队在反铁磁体表面叠加了一层原子厚度的光响应半导体材料。半导体层中的微小晶体缺陷被用作发光“传感器”。当这些缺陷处于反铁磁体附近并对局部磁环境作出响应时，其能级会发生变化，从而引起发光特征的改变。研究第一作者、Chakraborty 实验室物理学博士生 Muhammad Hassan Shaikh 表示，通过发光的变化，研究人员能够判断磁体的排列方式以及局部磁场强度。

团队同时指出，温度等外部因素也会影响缺陷的光发射特性。为将磁性引起的变化与其他因素区分开来，研究人员在多种条件下对缺陷本征行为进行了表征。Shaikh 表示，在掌握缺陷独立于磁体时的发光规律后，叠加到反铁磁体表面即可从光的颜色与强度变化中提取信息，并在单次测量中获得磁化与局部磁场相关数据。

研究人员称，正在寻求为该技术申请专利，并希望将其用于反铁磁体表面的基础研究。此外，研究团队认为，该方法也为将磁信息转换为光信号、用于传感或远距离通信的量子技术探索提供了技术基础。

在后续工作方面，团队计划进一步研究如何主动控制反铁磁态。Chakraborty 表示，磁性存储需要同时具备磁态检测与有效操控能力，而反铁磁体在这两方面长期存在挑战。她称，团队目前已在检测环节取得进展，下一步将聚焦于在不施加大外部磁场的情况下实现状态切换。