科学家发现一种兼具超导和铁磁性的材料，并做出了理论解释。新理论模型还预测了迄今为止在这类材料中尚未观察到的效应。在某种程度上，铁磁性和超导性是两个对立的趋势，铁磁性和超导性似乎不能在一个晶体中共存。的确，超导体能容纳零电阻的电流，当放置在磁场中，这种物质会将磁场从它的体积中驱逐出去，这就是所谓的迈斯纳效应。
相比之下，铁磁是磁化的，因此携带磁场在其体积。因此，一种材料似乎不能同时表现出超导性和铁磁性。然而，基于铕的化合物现在成为了现在研究焦点，观察铕的化合物表明可以同时表现出铁磁性和超导性。这除了对基础科学的重要性，这两种现象在一种材料中共存还为新设备设计提供了有趣的可能性。还具有超导自旋电子学的前景，也就是说，用自旋编码的信息工作设备，没有损耗。
一个普通冰箱磁铁是铁磁的一个例子，所谓的居里点位于室温以上。在临界温度以下，由于外层电子固有磁动量或自旋的平行排列，铁磁性材料被磁化。这似乎违反直觉，但在微观尺度下，这种自发排列本质是电而不是磁：对于平行自旋构型，铁磁体中电子的库仑相互作用能更低。因此，每个自旋都可以被认为是驻留在由其他自旋产生的平均场或交换场中。
为什么铁磁性会破坏超导性？
超导电子和磁矩的相互作用有两种机制，即电磁学和交换学。物理学家Vitaly Ginzburg在1956年预测，电磁机制包括屏蔽迈斯纳电流。如上所述，外部磁场不会穿透超导体的本体。为了补偿本体中的外场，屏蔽电流沿超导体表面流动。这些流的产生使能量增加。当外场大于某一临界值时，屏蔽电流所增加的能量超过冷凝能量。使它变得更有利于超导体过渡到正常状态，并允许场进入体。
由于铁磁体典型磁化强度远大于超导体的临界磁场，均匀铁磁性破坏了超导性。交换机制涉及铁磁体的交换场与使超导成为可能与电子之间的相互作用，它们实际上是两个电子的束缚态，动量和自旋相反，叫做库珀对。交换场倾向于使电子自旋平行排列，从而破坏库珀对，从而破坏超导性，表明铁磁性会破坏超导性，不能共存，这就是所谓的顺磁效应。
铁磁性如何与超导共存？
新的研究表明，一种材料可以同时表现出铁磁性和超导性，只要其中一种有序状态是不均匀的。事实上，非均匀场在较小程度上是屏蔽的，这意味着非均匀磁结构不会通过电磁机制破坏超导性。仅交换相互作用，早在1959年就预测超导态会出现非均匀磁结构。这种结构的周期远小于库柏对特征尺寸。结果，在库柏对的尺度上，平均交换场减小，当铁磁性出现时，它不会破坏超导性。随着温度下降，在某一时刻交换场达到顺磁极限，然后超导性就消失了。
不幸的是，对于所有已知的铁磁性超导体，同时容纳铁磁性和超导性的温度窗口只有约0.1开尔文（-273.05摄氏度）。早期对铁磁超导体非均匀磁性的研究只考虑了电磁相互作用。然而，事实很快证明，这并不适用于当时已知的任何材料：交换相互作用总是占主导地位，这导致了对电磁机制的研究暂时中止。一旦以铕为基础的铁磁超导体成为可能，新的机遇就会出现，以掺磷铕、铁和砷的化合物为例，其分子式为EuFe2As2。
使这种材料引人注目的是，破坏超导性的顺磁效应在其中受到强烈抑制，电磁相互作用占主导地位。究其原因，p掺杂EuFe2As2中的铁磁性是由铕原子4f壳层局域电子提供，而超导是由铁的5d导电电子介导。在这种化合物中，铕原子位置使负责超导性的电子，相对独立于负责铁磁性的电子。这两个子系统实际上是自治的，这就导致一个非常弱的交换场作用于传导电子。EuFe2As2的顺磁效应抑制意味着铁磁性和超导性在相当宽的温度范围内共存。
因此，EuFe2As2是一种很好的材料，用于实验研究，由于电磁机制的主导作用而出现奇异相，并同时显示出这两种不同的顺序。例如来自MIPT和其他地方的实验物理学家团队使用这种材料，用磁力显微镜来观察这些相的磁性结构。现在，这些实验数据已经被新提出的理论定性地解释了。研究结果表明，随着温度的降低，具有正弦磁化剖面的非均匀磁结构逐渐转变为畴型结构，在17.8~18.25开尔文之间的EuFe2As2在实验中观察到这种迈斯纳结构。
该结构的周期被证明大大小于常规铁磁体，这源于超导性的影响。进一步冷却会引发一阶跃迁进入铁磁涡旋状态，其特征是同时存在Abrikosov涡旋和铁磁畴。科学家计算了这种转变的参数。在超导体中，涡旋是一个以磁场为核心的实体，原因是由迈斯纳效应流从外部屏蔽。科学家发现，涡旋状态下磁畴大小与普通铁磁材料中磁畴的大小基本相同。新研究中提出的理论还预测了一种新效应：区域壁面容纳垂直于区域内的阿布里科索夫涡。
研究发展了铁磁超导体中非均匀磁态的理论，其中超导性和铁磁之间的电磁相互作用占主导地位。除了定性地描述在EuFe2As2中这种状态的实验数据，还预测了一种新效应，现在可以通过实验来验证。在这一点上，相关研究属于基础科学领域。但是，通过理解铁磁性和超导性之间的相互作用，可以在以后设计混合器件，使用超导和铁磁性材料，并便于自旋电子学的发展。
