国际研究团队报告称，长期被视为“典型铁磁体”的元素钴（Co）在电子结构中呈现出更为复杂的拓扑特征。团队在BESSY II同步辐射装置开展自旋分辨能带结构测量后发现，钴的能带在特定晶体学方向上沿延伸路径发生连续交叉与纠缠，并在室温条件下保持稳健。相关研究已发表于期刊《Communications Materials》。

该研究由亥姆霍兹中心柏林（HZB）研究员Jaime Sánchez-Barriga博士牵头。Sánchez-Barriga表示，钴在过去数十年中是研究最充分的铁磁元素之一，其电子结构曾被认为已得到充分理解，但最新结果显示其低能电子行为受到大量拓扑交叉点与节点的主导，从而改变了对这一元素材料基本性质的既有认识。

研究团队在BESSY II使用自旋与角分辨光电子能谱（spin-ARPES）技术，识别出密集的“磁性节点线网络”。研究称，这类节点线对应两条自旋极化电子态在不打开能隙的情况下连续相交，并在动量空间中形成延伸路径，存在于晶体体相之中。团队指出，这些拓扑能带交叉可产生快速且拓扑稳健的载流子特征，被认为与未来信息技术及自旋基器件功能开发相关。

研究还强调了钴中节点线的自旋极化属性。由于时间反演对称性被破坏，形成节点线的电子态携带净自旋极化，并可通过切换磁化方向实现完全反转。研究团队认为，这为相关载流子的磁控提供了直接手段，是非磁性节点线材料所不具备的要素。

在理论方面，实验结果得到由Maia G. Vergniory博士（Donostia国际物理中心及舍布鲁克大学）领导的团队基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算支持。研究称，计算能够在体相能带结构中识别节点线分布，并与实验测量结果高度一致。团队进一步指出，钴中的节点线由晶体镜面对称性与铁磁性共同保护，且在存在自旋轨道耦合的情况下仍保持无能隙交叉。

研究人员同时提到可控性：在晶体内部某些方向上，节点线交叉并穿过费米能级，使电子能够自由移动；而通过改变外加磁场方向，可在交叉点处打开能隙，或调控节点线的自旋结构，并保持无能隙态的特征。Sánchez-Barriga表示，这种可调控性对应潜在的“开关”功能。

研究团队还指出，类似拓扑特征可能存在于其他元素及过渡金属铁磁体中，并提出可通过界面研究或降维效应等路径进一步探索与调控相关性质。研究认为，该发现提示对铁磁金属的理解仍有待完善，即便是常见磁性材料也可能包含此前未被充分识别的量子态特征。