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
„Zožerie“ ťa hviezda či rozseká dážď zo skla. Bývalý vedec NASA opísal najzvláštnejšie planéty (+čas prežitia)
Chceli nájsť Planétu Deväť, objavili niečo záhadnejšie. Vedcov uchvátilo teleso, ktoré rozbíja teórie
„Našli“ signál pokročilej civilizácie. Vedci neverili vlastným očiam, keď zistili, o čo ide
Experti bijú na poplach: Mikroplasty našli v kľúčovej časti potravinového reťazca
Zabudni na skalpel a operácie. Vedci našli spôsob, ako „vytlačiť“ lieky priamo v tele
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Pokuta až 120 eur za jazdu načierno. Bratislavčania si za MHD od zajtra výrazne priplatia (PREHĽAD ZMIEN)
Kryptomeny môžu byť v strede alebo na konci rastového cyklu. „Sledujte tieto ukazovatele,“ radí odborník
Vstupné už od 6 eur: Letná sezóna 2025 štartuje, kúpaliská otvárajú brány (PREHĽAD)
Vedci objavili vitamín, ktorý ti predĺži život o 3 roky. Tisíce Slovákov ho majú kritický nedostatok
Najúspešnejší slovenský šport čelí škandálu: Falšovanie výsledkov a zneužitie verejných zdrojov? Prezident reaguje
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- „Našli“ signál pokročilej civilizácie. Vedci neverili vlastným očiam, keď zistili, o čo ide
- Ročne spravím spaľovákom 48 000 km, predal som ho a kúpil elektromobil. Výsledok ma dostal
- Najväčšie eso Netflixu aj nový Predátor. TOP 11 filmov a seriálov, ktoré musíš vidieť v júni (PREHĽAD)
- Ľudia už nerobia skoro nič. V Ázii stavajú priehradu len stroje, riadi ich umelá inteligencia
- Slovákov očarila nová česká komédia na Netflixe. Sledujú ju viac než ČERNÁKA
-
- „Našli“ signál pokročilej civilizácie. Vedci neverili vlastným očiam, keď zistili, o čo ide
- Ročne spravím spaľovákom 48 000 km, predal som ho a kúpil elektromobil. Výsledok ma dostal
- Najväčšie eso Netflixu aj nový Predátor. TOP 11 filmov a seriálov, ktoré musíš vidieť v júni (PREHĽAD)
- Koniec sa už nikdy nedozvieš. 12 seriálov, ktoré zrušili predčasne bez poriadneho konca
- Majú zásoby 85 miliárd m³. Do Európy začne prúdiť nový zdroj plynu z prekvapivej krajiny
-
- Pošlú ich rovno do šrotu. Kontroverzná regulácia Európskej komisie o autách je na spadnutie
- Majú zásoby 85 miliárd m³. Do Európy začne prúdiť nový zdroj plynu z prekvapivej krajiny
- Rusi urobili „geniálny“ ťah. Kým ich vojaci trpia na Ukrajine, africkému štátu dodali najmodernejšiu techniku
- „Našli“ signál pokročilej civilizácie. Vedci neverili vlastným očiam, keď zistili, o čo ide
- Za 12 tisíc eur dostaneš auto s dojazdom 2 000 km. Známa značka šokovala svet novým modelom
Volkswagen chystá masívne investície v USA. Chce zmierniť nepríjemný poplatok
Gigant definitívne padol. Microsoft opúšťa ruský trh, Putin má jasný zámer
Slovensko zažíva najväčší nárast počtu áut. Analytici upozornili na zaujímavý trend
Rusko zradil verný európsky spojenec. Poza jeho chrbát dodáva muníciu Ukrajine
Slovenské domácnosti budú môcť zdieľať elektrinu vyrobenú fotovoltikou
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Pokuta až 120 eur za jazdu načierno. Bratislavčania si za MHD od zajtra výrazne priplatia (PREHĽAD ZMIEN)
Kryptomeny môžu byť v strede alebo na konci rastového cyklu. „Sledujte tieto ukazovatele,“ radí odborník
Vstupné už od 6 eur: Letná sezóna 2025 štartuje, kúpaliská otvárajú brány (PREHĽAD)
Vedci objavili vitamín, ktorý ti predĺži život o 3 roky. Tisíce Slovákov ho majú kritický nedostatok
Najúspešnejší slovenský šport čelí škandálu: Falšovanie výsledkov a zneužitie verejných zdrojov? Prezident reaguje
Copyright© 2025 by Startitup, s. r. o. Všetky práva vyhradené