“我们在日常生活中有磁性的原因正是因为电子交换相互作用的强度，”该研究的合著者Ata? ?mamo?lu说，他也是量子电子学研究所的物理学家。
然而，正如Nagaoka在20世纪60年代提出的理论，交换相互作用可能不是使材料具有磁性的唯一途径。Nagaoka设想了一个正方形的二维晶格，晶格上的每个位置只有一个电子。然后他计算出在一定条件下，如果你移走其中一个电子会发生什么。当晶格中剩余的电子相互作用时，缺失电子所在的空穴就会在晶格周围移动。
在长冈的设想中，当电子自旋全部对齐时，晶格的总能量将处于最低水平。每一个电子构型看起来都是一样的——就好像电子是世界上最无聊的滑动拼图中相同的瓷砖一样。这些平行自旋反过来会使材料具有铁磁性。
当两个网格扭曲形成一个图案时
?mamo?lu和他的同事们有一种暗示，他们可以通过实验单层原子片来制造长冈磁性，单层原子片可以堆叠在一起形成一个复杂的莫尔图案(发音)。在原子级薄的层状材料中，摩尔模式可以从根本上改变电子的行为，从而改变材料的行为。例如，2018年，物理学家Pablo Jarillo-Herrero和他的同事证明，当两层石墨烯通过扭曲抵消两层石墨烯时，两层石墨烯堆叠获得了超导能力。
自那以后，莫尔材料作为一种引人注目的研究磁性的新系统出现了，它与过冷原子云和铜酸盐等复杂材料并存。?mamo?lu说:“从根本上说，摩尔材料为我们提供了一个合成和研究电子多体态的游乐场。”
研究人员首先用半导体二硒化钼和二硫化钨的单层合成了一种材料，这两种材料属于一类材料，过去的模拟表明它们可能表现出长冈式的磁性。然后，他们将不同强度的弱磁场施加到这种moir
材料上，同时追踪材料中有多少电子自旋与磁场对齐。
然后，研究人员在材料上施加不同的电压，从而改变了摩尔晶格中电子的数量，从而重复了这些测量。他们发现了一些奇怪的事情。这种材料更倾向于与外部磁场对齐，也就是说，当它的电子比晶格位置多50%时，它的铁磁性更强。当晶格的电子比晶格的位置少时，研究人员没有发现铁磁性的迹象。如果标准的长冈铁磁在起作用，这与他们所期望看到的结果正好相反。
然而，材料是磁化的，交换相互作用似乎并没有驱动它。但是，长冈理论最简单的版本也不能完全解释它的磁性。
当你的东西被磁化时，你会有些惊讶
最终，它归结为运动。电子通过在空间中扩散来降低它们的动能，这可能导致描述一个电子量子态的波函数与其相邻电子的量子态重叠，将它们的命运捆绑在一起。在该团队的材料中，一旦莫尔维尔晶格中的电子多于晶格位置，当额外的电子像百老汇舞台上的雾一样离域时，材料的能量就会下降。然后，它们与晶格中的电子迅速配对，形成双电子组合，称为双电子。
这些流动的额外电子，以及它们不断形成的双元，不能离域并在晶格中扩散，除非周围晶格位置的电子都有对齐的自旋。当材料不断追求其最低能量状态时，最终的结果是加倍元倾向于产生小的局部铁磁区域。在一定的阈值范围内，通过晶格的加倍粒子越多，材料的铁磁性就越容易被探测到。
