Відкрито нову форму магнетизму, яка може стати "відсутньою ланкою" в досягненні надпровідності
- Дослідники відкрили новий тип магнетизму, названий альтермагнетизмом, який об'єднує властивості феромагнетизму і антиферомагнетизму.
- Альтермагнетизм може вплинути на розвиток нових високошвидкісних запам'ятовуючих пристроїв і відіграти ключову роль у розвитку надпровідності.
Дослідники вперше отримали переконливі докази існування третього типу магнетизму, названого альтермагнетизмом. Відкриття, опубліковане 11 грудня у журналі Nature, може значно вплинути на розробку високошвидкісних магнітних запам’ятовуючих пристроїв, а також стати ключовим елементом у створенні більш ефективних надпровідних матеріалів.
Альтермагнетизм, теоретично передбачений у 2022 році, поєднує в собі властивості обох основних типів магнетизму, пояснює 24 Канал. У таких матеріалах сусідні магнітні моменти також спрямовані у протилежні боки, як у антиферомагнетиках, але при цьому кожна окрема ланка має невеликий нахил. Це створює ефект, схожий на феромагнетизм.
Дивіться також Інженер прожив у замкненому просторі під водою 120 днів, побивши рекорд
Науковці виділяють два основні типи магнетизму:
- Феромагнетизм – коли всі магнітні моменти атомів спрямовані в один бік (як стрілки компаса). Такий тип магнетизму широко використовується у запам’ятовуючих пристроях.
- Антиферомагнетизм – коли сусідні магнітні моменти мають протилежну орієнтацію (подібно до шахової дошки).
Електрони в електричному струмі можуть орієнтувати свій спін відповідно до цих магнітних моментів, що дозволяє використовувати магнетизм для збереження та передачі інформації.
Як альтермагнетики змінять технології?
Альтермагнетики поєднують швидкість і стійкість антиферомагнітних матеріалів із властивістю феромагнетиків, відомою як порушення симетрії часу.
Завдяки цьому дослідники змогли контролювати внутрішню магнітну структуру альтермагнітного матеріалу за допомогою спеціального термічного циклу. Це дозволило створити так звані вихрові текстури, які можуть стати основою для нових носіїв інформації у сфері спінтроніки.
Вчені провели експеримент із використанням фотоемісійної електронної мікроскопії, щоб дослідити структуру та магнітні властивості телуриду марганцю – матеріалу, який раніше вважали антиферомагнітним. Вони застосували різну поляризацію рентгенівського випромінювання, щоб визначити магнітні домени та напрямок магнітних моментів.
Дивіться також У США створили пластиковий суперконденсатор рекордної ємності за допомогою графену
Отримані результати допомогли створити першу в історії карту магнітних структур альтермагнітного матеріалу. Дослідники вважають, що це відкриття може призвести до розробки нового покоління пам’яті з вищою швидкістю роботи, кращою стійкістю та зручністю використання.
На додаток, альтермагнетизм може відіграти ключову роль у розвитку надпровідності. Досі між магнітними та надпровідними матеріалами залишався невирішений розрив у симетрії, і альтермагнетики можуть стати тим "відсутнім елементом", якого так довго шукали вчені.