Магнитная стрелка компаса всегда указывает на север, потому что внутри материала все атомные магнитики выстроены в одном направлении. Но есть материалы, где соседние атомы смотрят в противоположные стороны — как ряды солдат, повернувшихся друг к другу лицом. Такие материалы называют антиферромагнетиками. Их трудно переключить: обычное магнитное поле не может развернуть сразу всех «солдат», ведь половина из них и так смотрит в нужную сторону, а другая — против.

Исследователи изучили, что происходит на поверхности антиферромагнетика. Оказалось, что у самого края атомы ведут себя иначе: их связи с соседями ослаблены, и они легче поддаются внешнему полю. Если верхняя и нижняя поверхности материала устроены по-разному, то при медленном изменении поля можно заставить «солдат» на поверхности развернуться в нужную сторону, а затем это изменение распространится вглубь. Так домены — области с одинаковым направлением намагниченности — переключаются без всяких дополнительных устройств.

Этот механизм объясняет загадочное поведение ван-дер-ваальсова антиферромагнетика MnBi2Te4, где наблюдали гистерезис — зависимость отклика от того, в какую сторону меняли поле. Теперь понятно, что ключевую роль играют именно поверхностные атомы. Значит, управлять антиферромагнетиками можно гораздо проще, чем считалось, — просто магнитным полем, без сложных электрических схем. Это открывает дорогу к новым устройствам хранения и обработки информации.