Ученые SLAC нашли убедительное доказательство таинственного третьего типа магнетизма
Эксперименты с поляризованными рентгеновскими лучами подтвердили существование альтермагнетизма — третьей формы магнитного порядка, обещающей прорыв в спинтронике и вычислениях
Короткое резюме
Исследовательская группа под руководством Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики США представила в журнале Science экспериментальное подтверждение альтермагнетизма — третьего типа магнетизма, который ранее не вписывался в традиционное деление материалов на ферромагнетики и антиферромагнетики. Ключевое доказательство было получено на материале теллурид марганца (MnTe): ученые обнаружили уникальный киральный магнитный сигнал, указывающий на особую асимметрию магнитной структуры.
Почти 90 лет физики считали, что магнитные материалы делятся на две основные категории: ферромагнетики, у которых спины электронов направлены одинаково и создают внешнее магнитное поле, и антиферромагнетики, где соседние спины направлены противоположно и взаимно компенсируются. Альтермагнетики также имеют чередующиеся спины и нулевую суммарную намагниченность, но кристаллическое окружение противоположно ориентированных спинов повернуто друг относительно друга, что нарушает симметрию обычных антиферромагнетиков и позволяет поддерживать полезные спиновые токи. Для проверки исследователи использовали циркулярно поляризованные рентгеновские лучи на линии ID32 Европейского центра синхротронного излучения (ESRF) во Франции: материал по-разному рассеивал лево- и правополяризованные пучки, что и стало признаком киральности, ожидаемым для альтермагнетизма. Эксперимент сначала провели в 2024 году, а в начале 2025 года повторили, воспроизведя результаты.
Подтверждение альтермагнетизма может иметь важные последствия для спинтроники — области, использующей спин электрона для хранения и обработки информации. Ферромагнетики слишком чувствительны к внешним магнитным полям, а антиферромагнетики трудно считывать; альтермагнетики, по словам исследователей, сочетают стабильность из-за нулевой суммарной намагниченности со способностью создавать спиново-поляризованные токи, необходимы для извлечения информации. В перспективе это может привести к более быстрым компьютерам, энергоэффективным дата-центрам, усовершенствованной памяти и квантовым устройствам. Следующий этап — научиться управлять альтермагнитными состояниями с помощью света и электричества, хотя до широкого практического применения материалов еще предстоит значительная разработка.
Подтвержден третий тип магнетизма — альтермагнетизм
Группа SLAC представила экспериментальные доказательства того, что альтермагнетизм является отдельной магнитной фазой, а не просто сочетанием известных свойств ферромагнетиков и антиферромагнетиков
Ключевым доказательством стала киральность
В теллуриде марганца (MnTe) обнаружили асимметричный киральный магнитный сигнал: материал по-разному рассеивал лево- и правополяризованные рентгеновские лучи, что нехарактерно для обычного антиферромагнетика
Альтермагнетики сочетают стабильность и возможность считывания информации
Они имеют нулевую суммарную намагниченность, как антиферромагнетики, но при этом могут генерировать спиново-поляризованные токи, что делает их перспективными для спинтроники
Открытие может ускорить развитие вычислений и квантовых технологий
Потенциальные применения включают более быстрые компьютеры, энергоэффективные дата-центры, усовершенствованные системы памяти и квантовые устройства, хотя сначала ученым нужно научиться управлять альтермагнитными состояниями
Текст сгенерирован с использованием ИИ
