Магнетизм на новом уровне — раскрыты перспективы альтермагнетиков в современных технологиях

Исследователи впервые смогли подтвердить существование альтермагнитного материала — новой формы магнетизма, которая сочетает в себе свойства ферромагнетизма и антиферромагнетизма.

Фото: commons.wikimedia.org by Gribkov, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Магнитное поле вокруг южного полюса магнита в электронном микроскопе

Ранее считалось, что эти два типа магнетизма несовместимы, однако учёные доказали обратное и даже научились визуализировать и настраивать новый материал.

Альтермагнетические свойства были обнаружены в кристаллическом теллуриде марганца (MnTe). Для визуализации структуры материала использовалась поляризационная фотоэмиссионная электронная микроскопия (ФЭЭМ). Эта технология позволила составить карту магнитных направлений внутри идеального кристалла и увидеть, как изменяется направление спинов электронов в каждой точке. Учёные также смогли управлять этими направлениями, что стало важным шагом в исследовании новой формы магнетизма.

Ферромагнетизм и антиферромагнетизм — это классические формы, известные уже давно. Первый тип отвечает за привычные свойства магнитов, которые притягивают железные материалы. Антиферромагнетики, напротив, проявляют более слабое воздействие и взаимодействуют с материалами иначе. Альтермагнетики открывают новые возможности, поскольку их магнитные свойства можно настраивать на уровне атомов.

Этот прорыв особенно важен для разработки нанотехнологий, квантовых компьютеров и спинтроники — области, которая изучает поведение электронов и оптимизирует устройства на их основе. Спинтронные технологии используются, например, в твердотельных накопителях (SSD), применяемых в смартфонах и компьютерах. Альтермагнитные материалы, благодаря своей структуре и точной настройке спинов, могут помочь уменьшить перекрёстные помехи и увеличить эффективность хранения данных.

Помимо этого, альтермагнетики представляют интерес для разработки сверхпроводников и топологических материалов, которые работают при экстремально низких температурах. Управление магнитными свойствами на атомном уровне может стать ключом к созданию более мощных и энергоэффективных устройств.

Таким образом, визуализация альтермагнетиков открывает перспективы для будущих технологий и подтверждает, что структура спинов электронов играет решающую роль в современных исследованиях магнетизма.