Altermagnet toimii ensimmäistä kertaa spinvirran lähteenä

(10.11.2026) Altermagneetit eivät osoita nettomagnetoitumista, mutta ne tuottavat spinvirtaa yhtä tehokkaasti kuin ferromagneetit, osoittaa uusi Nature-lehdessä julkaistu tutkimus.

Tutkimuksen on tehnyt Helena Reichlován johtama ryhmä Tšekin tiedeakatemian fysiikan instituutissa (FZU) yhteistyössä espanjalaisen CIC nanoGUNE:n Félix Casanovan kanssa.

Tähän kansainväliseen tutkimusryhmään kuului myös Jyväskylän yliopiston tutkijatohtori Tim Kokkeler. Hän oli erityisesti mukana kehittämässä kokeellisia tuloksia selittävää teoreettista mallia.

Kaiken kaikkiaan tutkimustulos avaa tien pienemmille ja kestävämmille spintronisille piirirakenteille. Spinvirta on sähkövirran spin-vastine ja viittaa elektronien spin-liikemäärän virtaukseen tiiviin aineen pinnalla.

FZU:ssa Helena Reichlová johtaa Max Planck Dioscuri -keskuksen tutkimusryhmää, joka tutkii muun muassa mangaanin ja piin yhdistettä. Materiaali on osoittanut toimivuutensa laboratoriossa, koska sitä voidaan mitata helposti saavutettavissa lämpötiloissa, se on myrkytön ja muodostaa korkealaatuisia ohutkalvoja.

Vielä puuttui tulos, jolla olisi suoraa merkitystä spintroniikassa. ”Halusin jo pitkään demonstroida spinventtiilin myös tällä materiaalilla, tyypillisen spintronisen rakenteen, jonka tunnemme ferromagneeteista”, Reichlová sanoo.

Onnistuminen oli kaikkea muuta kuin varmaa, sillä kukaan ei ollut tehnyt vastaavaa mittausta tämän tyyppiselle materiaalille, ja koe perustui epätavanomaiseen geometriaan. Ferromagneeteissa spin injektoidaan koko kosketusalueelle, kun taas altermagneetissa tämä tapahtuu vain pienellä alueella ja tiettyihin kidesuuntiin. Siksi oli epäselvää, voitiinko syntyvää heikkoa signaalia havaita lainkaan. "Olin yllättynyt, että se ylipäätään toimii. Mutta tutkimus tuo harvoin äkillisiä löydöksiä. Mitattu signaali on vasta alkua, ja vasta huolellinen analyysi osoittaa, mitä se todella tarkoittaa", Reichlová korostaa.

Nykyään spinvirrat syntyvät ferromagneeteista, mutta niiden magneettikenttä vaikuttaa ympäristöönsä. Kun rakenteet kutistuvat ja pakkautuvat tiheästi yhteen, ne alkavat häiritä toisiaan. Antiferromagneeteilla ei ole tätä ongelmaa, koska niiden magneettiset momentit kumoavat toisensa, mutta ne eivät voi tuottaa spinvirtaa.

Vasta viime vuosina esiin tulleet altermagneetit yhdistävät näiden molempien ryhmien edut. Niillä ei ole nettomagnetismia, mutta kiteen symmetrian ansiosta niissä olevat elektronit jakautuvat spinin vaikutuksesta lähes yhtä voimakkaasti kuin ferromagneeteissa. Tähän mennessä mikään koe ei kuitenkaan ole selvästi osoittanut, että niistä voidaan todella saada spinvirta.

Reichlován mukaan tuloksen käytännön sovelluksia on vielä vaikea ennustaa. Ne riippuvat materiaalien kehityksestä, teknisistä ratkaisuista ja teknologiayritysten halukkuudesta investoida uusiin arkkitehtuureihin. ”Työmme on perustutkimusta. Ennen kaikkea pyrimme ymmärtämään, miten nämä materiaalit toimivat, ja niiden erityinen käyttö on seuraava askel”, hän sanoo.

Aiheesta aiemmin:

Vaihtomuunnos altermagneetissa

Elektronien spinien hallintaa huoneenlämmössä

Sähköinen spinin hallinta altermagneettisissa kvanttimateriaaleissa

Ruista ranteeseen

Pellolle jouduttuaan ohrahitusen elektroni jä odottelemaan, josko pellolle tulisi uusia tuttavuuksia.

Suprajohtavutta pala kerrallaan

Suprajohtavuudelta odotetaan paljon ja se onkin tieteilijöiden monenlaisen tutkimuksen kohteena. Mullistavia löytöjä ei viime aikoina ole tehty mutta monet pienemmät yksityiskohtaiset ilmiöt vievät aihetta eteenpäin.


Aiemmat uutiset

Uusi tutkimus tarjoaa toivoa huonelämpöiselle suprajohtavuudelle (10.11.2026)
Tutkijat löysivät suprajohtavuuden jo vuonna 1911. Sitten 1980-luvun puolivälissä he tekivät uuden läpimurron: löysivät materiaaleja, jotka muuttuvat suprajohtaviksi..

Huokoiset grafeeniverkot tehostavat litiumioniakkujen elektrodeja (10.11.2026)
Tehokkaampien ja pitkäikäisempien litiumioniakkujen valmistaminen on ollut tutkijoille haaste, koska akkujen massan lisääminen rajoittaa sähkön ja litiumionien liikkumisnopeutta..

Ennätyksellisen tehokas 2,75 gigahertsin ledi (10.11.2026)
Illinoisin yliopiston Urbana-Champaignin Grainger College of Engineeringin ja Notre Damen yliopiston yhteistyönä on rikottu kvanttikaivo-ledien optisen kytkentänopeuden..

Nopeat ferrosähköiset kondensaattorit kytkeytyvät vain 0,6 voltilla (09.11.2026)
Soulin kansallisen yliopiston teknillisen korkeakoulun materiaalitieteen ja -tekniikan laitoksen professori Min Hyuk Parkin johtama tutkimusryhmä on kehittänyt ferroelektrisen..

Joustavampi reitti nanomateriaalien suunnitteluun (09.11.2026)
Paremmin toimivien materiaalien luominen riippuu niiden rakenteen paremmasta hallinnasta mahdollisimman pienessä mittakaavassa. Yksi erityisen tehokas tapa saavuttaa..

Sähköiset kaiteet varauksenkuljettajille (09.11.2026)
Grafeeni on erittäin ohut, hyvin sähköä johtava materiaali, jolla on suuria mahdollisuuksia tulevaisuuden elektroniikan sovelluksissa. Sen kyky muuntaa valoa sähköksi..

Lämpösähköä huoneenlämmössä ja joustaville (09.11.2026)
Viime vuosina tutkimukset lähellä huoneenlämpötilaa (RT) toimivista korkean suorituskyvyn TE-materiaaleista ovat lisääntyneet Sen myötä kerrostetut tinakalkogenidit..

Tutkijat kehittivät bakteerien avulla toimivan biotietokoneen (07.11.2026)
McGill yliopiston johtama tutkimusryhmä on kehittänyt bakteeripohjaisen biotietokoneen, joka pystyy ratkaisemaan suuria ja monimutkaisia ongelmia käyttämällä vain..

Hold your horses (06.11.2026)
Vedyn tuottamiseksi auringonvalosta saatua energiaa on säilytettävä, kunnes sitä voidaan käyttää kemiallisessa reaktiossa. Jos valosta energiaa saanut elektroni..

Radiosuuntimot kvanttiaikaan (06.11.2026)
Ison-Britannian rahoittama Innovate -projekti tuo kvantti-RF-anturit laboratoriotutkimuksesta operatiivisiin ympäristöihin. Infleqtion on maailmanlaajuinen tekijä..