Uusia magnetismin ilmiöitä

Nottinghamin yliopiston tutkijat ovat osoittaneet, että uusi kolmas altermagnetismin luokka on todella olemassa ja sitä voidaan ohjata mikroskooppisilla laitteilla.

Altermagneetit koostuvat magneettisista momenteista, jotka osoittavat vastakkaisesti naapureihinsa. Kuitenkin jokainen kiteen osa, joka isännöi näitä pieniä momentteja, pyörii suhteessa naapureihinsa. Tämä on kuin antiferromagnetismi kierteellä! Mutta tällä hienovaraisella erolla on valtavat seuraukset.

Altermagneetit yhdistävät ferromagneettien ja antiferromagneettien edulliset ominaisuudet yhdeksi materiaaliksi. Ne voivat johtaa mikroelektronisten komponenttien ja digitaalisen muistin nopeuden tuhatkertaiseen kasvuun samalla kun ne ovat kestävämpiä ja m energiatehokkaampia.

Kokeellinen työmme on tarjonnut sillan teoreettisten käsitteiden ja tosielämän toteutumisen välillä, mikä toivottavasti valaisee polun kehittää altermagneettisia materiaaleja käytännön sovelluksiin, toteaa vanhempi tutkija Oliver Amin.

Missourin yliopiston tutkijat Carsten Ullrich ja Deepak Singh ovat myös löytäneet magnetismin parista ennennäkemättömiä vuorovaikutuksia, jotka voivat vaikuttaa elektroniikan tulevaisuuteen.

He tekivät tiimiensä kanssa äskettäin uraauurtavan löydön nanomittakaavassa: uudentyyppisen kvasihiukkasen, joka löytyy kaikista magneettisista materiaaleista, riippumatta niiden vahvuudesta tai lämpötilasta.

Nämä uudet ominaisuudet ravistelevat sitä, mitä tutkijat tiesivät aiemmin magnetismista, osoittaen, että se ei ole niin staattinen kuin aiemmin uskottiin.

Tutkimustulos viittaa siihen, että universaali, topologinen kvasihiukkasten välittämä dynaaminen käyttäytyminen voi olla yleistä nanoskooppisissa magneeteissa, riippumatta taustalla olevan magneettisen materiaalin luonteesta. Tutkijoiden mukaan erityisesti spintroniikka voisi hyötyä tästä löydöstä.

Myös MIT:n fyysikot ovat luoneet antiferromagneettiseen materiaaliin uuden ja pitkäkestoisen magneettisen tilan käyttämällä vain valoa.

Sellainen toteutettiin käyttämällä terahertsilaseria stimuloimaan atomeja suoraan FePS3 materiaalissa. Laserin värähtelyt on viritetty materiaalin atomien välisiin luonnollisiin värähtelyihin tavalla, joka siirtää atomispinien tasapainoa kohti uutta magneettista tilaa.

Tulokset tarjoavat uuden tavan hallita ja vaihtaa antiferromagneettisien materiaalien tiloja, jotka ovat kiinnostavia niiden mahdollisuuksien vuoksi edistää tiedonkäsittelyä ja muistisiruteknologiaa.

Yleensä antiferromagneettisia materiaaleja ei ole helppo hallita, mutta tämä tarjoaa uuden tavan virittää ja säätää niitä, toteavat tutkijat.

Aiheista aiemmin:

Uusi laji magnetismia

Topologiaa ja magneettisuutta

Valoa ja elektroneja antiferromagneeteille