日本早稻田大學與青山學院大學於日前發表解明了逆鈣鈦礦型錳氮化合物(Mn3AN)的「負熱膨脹」機制。
具有負熱膨脹特性的物質與一般物質受熱膨脹、遇冷收縮的性質相反，而是呈現出熱縮冷脹的現象，Mn3AN則有顯著的負熱膨脹，受冷之後會出現非常大的體積膨脹。研究團隊即著眼於溫度降低時，磁性變化的同時膨脹也隨之發生的現象，並利用量子力學手法，對引起磁性變化的電子自旋(Electron Spin)的電子狀態變化進行考察。研究團隊製作出數學模式，考察後發現Mn3AN逆鈣鈦礦型的特殊構造會干擾電子自旋兩種相反的相互作用，因此引發負熱膨脹。
在數學模式中，也對電子自旋間2種相反的相互作用的距離關連性與結晶構造的彈性能量進行解析。一般離子在靠近時會產生收縮以強化1種的相互作用，而Mn3AN則有2種相反的相互作用在競爭，比起收縮，離子間的距離分離、膨脹時的整體相互作用更為強大。