Недавние исследования в области магнетизма привели к открытию новой формы, названной альтермагнетизмом. Это открытие может кардинально изменить подход ученых к разработке материалов для хранения информации и сверхпроводников, предоставляя новый взгляд на взаимодействие магнитных свойств.
Существуют два основных типа магнетизма: ферромагнетизм и антиферромагнетизм. В первом случае магнитные моменты атомов выстраиваются в одном направлении, как стрелки компаса, указывающие на север. Во втором — они располагаются в противоположных направлениях, что можно представить как шахматную доску с чередующимися черными и белыми клетками. Исследования альтермагнетизма показали, что он сочетает в себе характеристики обоих типов, что открывает новые возможности для научных исследований.
Альтермагнетизм был теоретически предложен в 2022 году, но только недавно ученые получили убедительные доказательства его существования. Каждый магнитный момент в этом материале направлен в противоположную сторону относительно своего соседа, но при этом слегка скручен, что придает ему некоторые ферромагнитные свойства. Это сочетание делает альтермагнетизм уникальным среди других форм магнетизма.
Ученые из Ноттингемского университета (Англия) провели исследование, которое подтвердило наличие альтермагнетизма в теллуриде марганца. Этот материал ранее считался антиферромагнитным. Для изучения его структуры и магнитных свойств команда использовала метод фотоэмиссионной электронной микроскопии. Применение круговой поляризации рентгеновских лучей позволило выявить различные магнитные домены, образовавшиеся в результате нарушения симметрии обращения времени.
Это открытие важно, поскольку оно позволяет создать первую карту магнитных доменов в альтернативном магнитном материале. Ученые также изготовили серию устройств на основе альтермагнетизма, манипулируя внутренними магнитными структурами с помощью технологии контролируемого термоциклирования. Эти устройства могут стать основой для новых магнитных запоминающих систем.
Преимущества альтермагнетизма заключаются в его способности сочетать высокую скорость и устойчивость антиферромагнитных материалов с простотой считывания и записи информации, характерной для ферромагнитов. Это открытие может помочь в разработке устройств памяти следующего поколения, обеспечивая более высокую скорость работы и повышенную надежность.
Кроме того, альтермагнетизм может сыграть важную роль в развитии сверхпроводимости. Ученые отмечают, что существовал пробел в симметрии между магнетизмом и сверхпроводимостью, и альтермагнетизм может стать недостающим звеном в этой головоломке. Это открытие может привести к созданию более эффективных сверхпроводящих материалов, что откроет новые возможности для технологий будущего.
Примечание – верхнее изображение – это абстрактный концептуальный рисунок, показывающий, как будет работать новая форма «альтермагнетизма»