Spin-supravirrat suprajohtavissa altermagneeteissa

Suprajohteet ovat tunnettuja sähkövarauksen kuljettamisesta ilman resistanssia. Tämä kyky on perustana tekniikoille, kuten magneettikuvauslaitteille, kvanttitietokoneille ja herkille magnetometreille, jotka tunnetaan suprajohtavina kvantti-interferenssilaitteina.

Spintroniikan alalla vastaavan pitkän kantaman häviötöntä kuljetusta ei ole kuitenkaan saavutettu.

Tavallisissa metalleissa elektronispinit ovat erittäin alttiita sironnalle ja spin-kiertorata-kytkennälle, jotka molemmat aiheuttavat spinvirtojen vaimenemisen lyhyillä etäisyyksillä.

Vaikka ferromagneetteihin perustuvan suprajohtavan spintroniikan tutkimus on edistynyt, ferromagneetit tuottavat hajamagneettikenttiä, jotka häiritsevät ulkoisia piirielementtejä, ja niiden sisäiset magneettikentät pyrkivät tuhoamaan suprajohtavuuden.

Nyt Kyle Monkman British Columbia yliopistosta Kanadasta ja hänen kollegansa ovat ehdottaneet uutta polkua häviöttömään spinkuljetukseen. He ennustavat, että suprajohtavina altermagneetteina tunnettu materiaaliluokka voi luonnollisesti tuottaa ja kuljettaa nettospin-supravirtoja.

Physics Wiewpoint plogissa Huaiming Guo kokoaa aiheeseen liittyvien tutkimusten tuloksia ja selventää ilmiöiden taustoja.

Kirjoittajan mukaan Monkmanin ja kumppaneiden tutkimus toimii vakuuttavana suunnitelmana suprajohtavalle spintroniikalle. Ehdotettu alusta yhdistää ferromagneettien (voimakas spinpolarisaatio) ja suprajohteiden (häviötön virtaus) vahvuudet ja välttää samalla niiden heikkoudet (hajakentät ja spinin hajoaminen).

Vaikka lopullista suprajohtavaa alternative-magneettia ei ole vielä vahvistettu, lupaavia ehdokkaita, kuten MnTe ja RuO2, on tunnistettu.

Onneksi monet altermagneetit ovat hyviä metalleja, mikä tekee suprajohtavuuden esiintymisestä matalissa lämpötiloissa selvän mahdollisuuden.

Monkmanin ja hänen yhteistyökumppaneidensa työ viittaa siihen, että tällaisten materiaalien etsintä ei ole ainoastaan perustavanlaatuisen fysikaalista kiinnostusta, vaan se voisi tarjota täysin uuden laitteistoalustan tulevaisuuden pienen tehonkäytön ja tiheälle informaation tallennukselle ja käsittelylle. Näiden ennustettujen spin-supervirtojen havaitseminen laboratoriossa muuttaa perusteellisesti ymmärrystämme suprajohtavuuden ja magnetismin välisestä vuorovaikutuksesta ja on merkittävä virstanpylväs alalla.

Aiheesta aiemmin:

Vaihtomuunnos altermagneetissa

Magnetismia ei-magneettiseen materiaaliin

Uusi laji magnetismia