V bežných materiáloch bola objavená nová forma magnetizmu
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 27. 2. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Vedci potvrdili existenciu zvláštnej novej formy magnetizmu, ktorý sa nám skrýva priamo pod nosom. Nazvali ho ako „altermagnetizmus“ a možno ho nájsť v každodenných materiáloch a mohol by mať veľké technologické využitie.
Najznámejšia forma magnetizmu sa nazýva ako feromagnetizmus. Účinok vzniká, keď sa rotácie elektrónov v materiáli otáčajú v rovnakom smere. Ďalšia hlavná vetva je známa ako antiferomagnetizmus, ktorý vzniká, keď sa elektróny otáčajú striedavo od svojich susedov. Medzi ďalšie formy patrí diamagnetizmus, paramagnetizmus a ferimagnetizmus, ktoré sa všetky rodia z rôznych mechanizmov.
Teraz však bola objavená úplne nová forma magnetizmu. Nazýva sa ako altermagnetizmus a vyznačuje sa zvláštnou zmesou vlastností iných typov fenoménu. Jeho elektróny sa otáčajú v striedavých smeroch, ako antiferomagnety, čo znamená, že nevytvára magnetizáciu. Ale energetické pásy materiálu majú tiež striedavé rotácie zo susedných pásiem.
Altermagnetizmus bol prvýkrát predpovedaný v roku 2019, ale teraz bol potvrdený v experimentoch na synchrotróne Swiss Light Source (SLS). Prvým altermagnetickým materiálom je telurid mangánu, ktorý sa dlho považuje za antiferomagnet, pretože jeho elektrónové rotácie smerujú v opačných smeroch a nemá sieťovú magnetizáciu. Ale v tomto prípade sa tím pozrel bližšie pomocou röntgenových lúčov a zistil, že jeho elektronické pásy sa rozdelili do rôznych spinových stavov, čo je predpovedaná vlastnosť altermagnetov.
Zatiaľ čo v posledných rokoch boli objavené ďalšie nové podformy magnetizmu, altermagnetizmus je možno najširším nováčikom a mohol by mať najužitočnejšie aplikácie, ako je supravodivosť a vznikajúca oblasť vedy nazývaná spintronika. V elektronike sú informácie zakódované do náboja elektrónov, ale spintronika kóduje aj údaje v ich spine. Feromagnety majú zvyčajne najlepšie vlastnosti pre spintronické experimenty, ale magnetické pole, ktoré vytvárajú, môže interferovať so susednými elektrónmi.
Antiferomagnety našťastie nemajú sieťový magnetizmus, takže by mohli byť jednoduchšie škálovateľné a efektívnejšie, ale majú aj slabšie spinové efekty na kódovanie údajov. Altermagnetické materiály však môžu ponúknuť to najlepšie z oboch svetov. Majú silné spinové efekty, ale bez sieťového magnetizmu. Táto presná kombinácia sa dlho považovala za nemožnú.
„Altermagnetizmus v skutočnosti nie je niečo veľmi zložité,“ povedal Tomáš Jungwirth, hlavný riešiteľ štúdie. „Je to niečo úplne zásadné, čo bolo pred našimi očami desiatky rokov bez toho, aby sme si to všimli. A nie je to niečo, čo existuje len v niekoľkých obskúrnych materiáloch. Existuje v mnohých kryštáloch, ktoré mali ľudia jednoducho vo svojich zásuvkách. V tomto zmysle, teraz, keď sme to vyniesli na svetlo, na tom bude môcť pracovať veľa ľudí na celom svete, čo dáva potenciál širokého vplyvu.“
Výskum bol nedávno publikovaný v magazíne Nature.
