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
Zrodila sa technológia, ktorá berie dych. Lietadlo obalené bublinou môže znamenať revolúciu v histórii letectva
Najstaršie múmie sveta šokovali vedcov. Objav je o celé tisícročia starší než Egypt aj Čile
Jadro Zeme ukrýva palivo na tisícky rokov. Ak ľudstvo prekoná výzvu, čaká ho neobmedzený pokrok
NASA netuší, čo sa to deje. Slnko spustilo oveľa ničivejší proces, než by mal byť
Vedci vytvorili nový „disk“, aký svet nevidel. Má extrémne úložisko ako 36-tisíc počítačov
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Pokuty až 5 000 eur: Slováci často netušia, že bežným kúrením porušujú zákon
Ministerka Šimkovičová skončila v nemocnici. Zdravotný stav zostáva nejasný
Koniec plošných dotácií: Štát začne pomáhať podľa príjmu a veľkosti domácnosti
Infarkt si vyberá obete medzi mladými. Vedci odhalili prekvapivé spúšťače, ktoré lekári často prehliadajú
Fico „na čele pelotónu“: Zarába 8-násobok priemernej mzdy, prekonal ho len jeden politik (REBRÍČEK)
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Hovoria o najlepšom filme posledných rokov. Oscarové prekvapenie je konečne online
- Česi pochopili krízu v Európe. Začali s modernizáciou, ktorá im zaručí energetickú nezávislosť
- Má dosiahnuť rýchlosť 4 000 km/h. Čína postavila levitujúci vlak, ktorý pochová lietadlá (+video)
- Slovákom leží v zuboch dodnes. Toto je príbeh filmu, kvôli ktorému Habera zažaloval Tarantinovho žiaka
- Ponúka silný motor za dostupné ceny. Volkswagen spustil na Slovensku predpredaj nového SUV
-
- Na Slovensku odštartovala nová TV stanica. Dá sa pozerať úplne zadarmo a je v HD kvalite
- Má dosiahnuť rýchlosť 4 000 km/h. Čína postavila levitujúci vlak, ktorý pochová lietadlá (+video)
- Nič podobné nenašli vyše 150 rokov. Záhadný kameň v Egypte odhalil „posolstvo“ staré 2263 rokov
- Európska únia nezruší zákaz spaľovákov. Chystá však niečo, čo výrazne zniží ceny elektromobilov
- Na objavenie čakal 140 miliónov rokov. 15 km pod Európou našli vedci stratený svet
-
- Na objavenie čakal 140 miliónov rokov. 15 km pod Európou našli vedci stratený svet
- Na Slovensku odštartovala nová TV stanica. Dá sa pozerať úplne zadarmo a je v HD kvalite
- Pošlú ich rovno do šrotu. Kontroverzná regulácia Európskej komisie o autách je na spadnutie
- Nič podobné nenašli vyše 150 rokov. Záhadný kameň v Egypte odhalil „posolstvo“ staré 2263 rokov
- Má dosiahnuť rýchlosť 4 000 km/h. Čína postavila levitujúci vlak, ktorý pochová lietadlá (+video)
Kybernetická éra sa ukázala v Košiciach. SlovakiaTech 2025 láme všetky očakávania
Realita o elektroautách prekvapila celé Slovensko. Len malá časť ľudí má reálnu skúsenosť za volantom
Nečakaná krajina zbrojí na úroveň veľmocí. Od Izraelu kúpila zbrane za vyše 2 miliardy eur
Nenápadný faktor nás oberá o miliardy eur: Európska únia je pod tlakom extrémnych javov, ničia ekonomiku štátov
Slováci v tom majú jasno: Táto vec najviac znečisťuje ovzdušie v našej krajine
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP