如果把材料的厚度一直削薄到只剩原子层级别,它们的性质可能就会发生很大变化。美国得克萨斯大学奥斯汀分校的团队发现了一种现象,他们在一种特别薄的二维磁性材料里看到了两种少见的磁状态。当温度降下来的时候,这种材料会先变成一种叫BKT相的特殊状态。每个原子的磁性方向不再统一朝向一个方向,而是形成类似旋涡的结构。这种旋涡可以成对出现,一顺时针转、一逆时针转,还会紧紧束缚在一起。BKT相里的旋涡非常稳定,横向只有几纳米宽,厚度也只有单层原子。这就给在纳米尺度上操控磁性提供了新的办法。后来温度再进一步降低,材料又进入了一种叫“六态时钟有序相”的状态。这时每个原子的磁性只能取六个特定方向中的一个。这正好符合20世纪70年代提出的“六态时钟模型”。这个发现完整验证了那个理论,让我们对二维磁性和纳米级别的磁结构有了更多了解。贝列津斯基和科斯特利茨也因为这个模型出名。这次研究是由贝列津斯基—科斯特利茨—索利斯(BKT)相引发的思考开始的。