Vedci potvrdili zázrak. Magnet, ktorý nie je magnetický, môže zmeniť budúcnosť elektroniky
Magnety, ktoré nie sú magnetické v klasickom zmysle slova? Znie to ako paradox, no práve takýto nový typ materiálu – tzv. altermagnety – si v posledných rokoch získava pozornosť fyzikov po celom svete.
Najnovšie sa vedcom z Hongkongu podarilo experimentálne potvrdiť existenciu prvého dvojrozmerného altermagnetu, ktorý pracuje pri izbovej teplote. Tento objav by mohol výrazne ovplyvniť vývoj nových, energeticky úsporných elektronických zariadení, píše Phys.org.
Nová možnosť spinovej polarizácie
Aby sme pochopili, prečo je to také výnimočné, musíme sa pozrieť na to, ako v materiáloch funguje elektrónový spin. Spin je kvantová vlastnosť elektrónu, ktorú si možno predstaviť ako akýsi vnútorný magnetický moment. V tradičnej elektronike sa spin väčšinou ignoruje, no v tzv. spintronike sa práve spin využíva na prenos a spracovanie informácií.
V klasických materiáloch sa spinová polarizácia – teda rozdelenie elektrónov podľa ich spinu – vytvára buď cez magnetické usporiadanie (napr. vo feromagnetoch), alebo pomocou spin-orbitálnej väzby (SOC), ktorá súvisí s hmotnosťou a rýchlosťou elektrónov. Oba spôsoby však majú svoje obmedzenia: feromagnety vytvárajú rušivé magnetické polia a SOC často vedie k strate informácie (tzv. spinová relaxácia).
Altermagnety ponúkajú novú možnosť. Ide o antiferomagnetické materiály, v ktorých sú atómy usporiadané tak, že sa ich magnetické momenty navzájom rušia – výsledný materiál je teda „nemagnetický“. Napriek tomu v ňom môže dochádzať k štiepeniu spinových stavov, a to bez potreby spin-orbitálnej väzby. Tento jav sa nazýva spin-valley locking – elektróny so spinom „hore“ a „dole“ sa pohybujú v rôznych častiach elektronickej štruktúry (tzv. dolinách).
Altermagnety kombinujú to najlepšie z dvoch svetov: žiadne rušivé magnetické polia, no zároveň dlhá životnosť spinu, čo je kľúčové pre efektívnu spintroniku. Navyše, ak sú takéto materiály vrstvené (ako napríklad grafén), je možné ich kombinovať s inými nanomateriálmi a vytvárať pokročilé elektronické sústavy – napríklad moiré supermriežky či topologické supravodiče.
Dôležitá je teplota
Tím profesora Liua z Hongkongskej univerzity vedy a techniky nedávno publikoval výsledky, ktoré potvrdzujú existenciu prvého dvojrozmerného altermagnetu s funkciou pri izbovej teplote. Materiál s názvom Rb₁₋δV₂Te₂O preukázal všetky kľúčové vlastnosti – antiferomagnetické usporiadanie, spinové štiepenie bez SOC a stabilitu až do teplôt bežného prostredia.
Vedci použili špičkové techniky ako Spin-ARPES (fotoelektrónová spektroskopia so zachytením spinu) a STM/STS (tunelovacia mikroskopia), aby detailne preskúmali elektrónovú štruktúru materiálu. Výsledky ukázali, že elektróny so spinom „hore“ sa pohybujú v jednej časti tzv. Brillouinovej zóny, zatiaľ čo elektróny so spinom „dole“ v inej – typické pre spin-valley locking. A čo je najdôležitejšie, tento jav pretrvával aj pri izbovej teplote.
Predchádzajúce pokusy o realizáciu altermagnetizmu sa sústredili na materiály ako α-MnTe, CrSb alebo RuO₂, no žiaden z nich nespĺňal všetky potrebné podmienky. Niektoré mali príliš nízku pracovnú teplotu (napr. MnTe₂ len 87 K), iné nemali vhodnú symetriu alebo boli trojrozmerné a nevhodné na vrstvenie. Preto sa objav Liuovho tímu považuje za prelomový.
Kritické materiály
V oblasti magnetických materiálov dochádza v poslednom období k intenzívnemu posunu vpred, čo dokazuje aj úspech USA vo vývoji magnetu, ktorý pomôže znížiť závislosť od čínskych materiálov. Na rozdiel od tradičných neodým-železo-bórových magnetov (NdFeB), ktoré sú závislé na ťažbe vzácnych zemín, tento nový materiál využíva bežné a ľahko dostupné prvky.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Vedci našli „nekonečný zdroj“ pitnej vody. Tento sci-fi materiál ju bude vyrábať priamo zo vzduchu
Nemci zničili drahé MRI. Vytvorili prelomový magnet, ktorý vďaka fyzikálnemu triku zmení medicínu
Vedec prevrátil fyziku naruby. Tvrdí, že čas má až tri rozmery a realita funguje úplne inak
Astronómovia sú bez slov. Objavili sme „zakázanú” planétu, vo vesmíre nemá existovať
Budovy budúcnosti budú dýchať za nás. Vedci vytvorili materiál, ktorý žerie CO₂ zo vzduchu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Minimálne dôchodky pôjdu hore. Vieme, o koľko sa zvýšia v roku 2026
Rodinný dom aj s pozemkami za 4 000 eur. Štát rozpredáva nepotrebný majetok za rozprávkovú cenu
KVÍZ: 50 % Slovákov zaskočí už prvá otázka. Otestuj sa a ukáž, čo si pamätáš zo školských čias
41-ročný lekár s telom 24-ročného muža odhaľuje svoju stratégiu dlhovekosti. Na tieto 3 doplnky nedá dopustiť
Slováci prídu o obľúbenú linku do Londýna. Ryanair ju už na jeseň neobnoví
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Slovákov čaká veľké prekvapenie pri nákupe nového mobilu. Začalo platiť prísne nariadenie Európskej únie
- Západ sa tomu smial, teraz stíchli. Čína otestovala dron, ktorý trafí cieľ vzdialený 10 km do pár sekúnd
- Milovaný pohon Slovákov končí. EÚ chystá devastačné zmeny, ktoré ho pochovajú
- Vedec prevrátil fyziku naruby. Tvrdí, že čas má až tri rozmery a realita funguje úplne inak
- Nič väčšie ešte nenatočili. Na Netflix mieri seriál o hroznej tragédii našich susedov
-
- Slovákov čaká veľké prekvapenie pri nákupe nového mobilu. Začalo platiť prísne nariadenie Európskej únie
- Milovaný pohon Slovákov končí. EÚ chystá devastačné zmeny, ktoré ho pochovajú
- Západ sa tomu smial, teraz stíchli. Čína otestovala dron, ktorý trafí cieľ vzdialený 10 km do pár sekúnd
- Napájala by celý svet až 2 roky. V Európe našli pod zemou masívne ložisko „čistej energie”
- Realita solárnej energie prekvapila aj skeptikov. Lacné batérie lámu rekordy, čoskoro bude zdrojom 24/7
-
- Slovákov čaká veľké prekvapenie pri nákupe nového mobilu. Začalo platiť prísne nariadenie Európskej únie
- Milovaný pohon Slovákov končí. EÚ chystá devastačné zmeny, ktoré ho pochovajú
- Západ sa tomu smial, teraz stíchli. Čína otestovala dron, ktorý trafí cieľ vzdialený 10 km do pár sekúnd
- Napájala by celý svet až 2 roky. V Európe našli pod zemou masívne ložisko „čistej energie”
- Majitelia spaľovákov sa chytajú za hlavu. Batérie v elektromobiloch sú trvácnejšie, než ich autá
Spoločný softvér pre autonómne autá je realitou. Nemci ho dokončia do 2026
Trh s batériami v Nemecku kolabuje. Dopyt po elektromobiloch spadol, problémy sa prehlbujú
Slnečný ďalekohľad na La Palme s účasťou Slovenska. Ambície Astronomického ústavu rastú
Lev XIV. varuje pred vplyvom AI na vývoj detí. Problémom je aj deepfake
Polovica Slovákov pociťuje úzkosť bez sociálnych sietí. Najviac trpia mladí
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Minimálne dôchodky pôjdu hore. Vieme, o koľko sa zvýšia v roku 2026
Rodinný dom aj s pozemkami za 4 000 eur. Štát rozpredáva nepotrebný majetok za rozprávkovú cenu
KVÍZ: 50 % Slovákov zaskočí už prvá otázka. Otestuj sa a ukáž, čo si pamätáš zo školských čias
41-ročný lekár s telom 24-ročného muža odhaľuje svoju stratégiu dlhovekosti. Na tieto 3 doplnky nedá dopustiť
Slováci prídu o obľúbenú linku do Londýna. Ryanair ju už na jeseň neobnoví
Copyright© 2025 by Startitup, s. r. o. Všetky práva vyhradené