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.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneNajnovšie 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

Prelom vo fúznej energii. Vedci našli skratku, ako sa dostať k svätému grálu energetiky

Z Antarktídy prichádzajú záhadné signály, ktoré popierajú fyziku. Vedci ich nevedia vysvetliť

Každý ich má doma, no následky sú desivé. Brusel chystá najväčší zákaz v histórii ľudstva

Vyše 100 rokov tam ležal bez povšimnutia. Vedci odhalili prvého európskeho dinosaura svojho druhu

Slovák ukázal, z čoho budeme stavať domy na Marse. Materiál už leží priamo pod nohami
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Vlaky praskajú vo švíkoch, predaj lístkov vyletel o 21 %: Odborník otvorene skritizoval vládne zľavy aj chaos na koľajach

Počet migrantov sa na Slovensku takmer strojnásobil: Zverejnili nový rebríček Európy, takto sme dopadli

Pozor na nový krypto fenomén z Instagramu: AI postavičky bez slov zarábajú milióny, no investorom hrozí pád na dno

Kedy požiadať o dôchodok, aby si neprišiel o peniaze: Sociálna poisťovňa ti pridá 0,5 % za každých 30 dní

Úroky na maximách za 20 rokov: Známa európska veľmoc sa potápa v dlhoch, Lagardová balí kufre
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Jeden z najlepších filmov roka práve dorazil online. Hrá v ňom hviezda Avengerov
- Na Slovensko mieria 4 nové kanály. Budú zadarmo a dorazia už na budúci týždeň
- Prelom vo fúznej energii. Vedci našli skratku, ako sa dostať k svätému grálu energetiky
- Čína ukázala 4-metrového humanoida, ktorý unesie pol tony. Mieri do baní a zmení ťažký priemysel
- Každý ich má doma, no následky sú desivé. Brusel chystá najväčší zákaz v histórii ľudstva
-
- Jeden z najlepších filmov roka práve dorazil online. Hrá v ňom hviezda Avengerov
- Na Slovensko mieria 4 nové kanály. Budú zadarmo a dorazia už na budúci týždeň
- Čína ukázala 4-metrového humanoida, ktorý unesie pol tony. Mieri do baní a zmení ťažký priemysel
- Každý ich má doma, no následky sú desivé. Brusel chystá najväčší zákaz v histórii ľudstva
- Večné chemikálie sú v produkte, ktorý má doma väčšina Slovákov. EÚ chystá veľký zásah
-
- Slováci si na steny montujú energetické pasce. Za toto hrozí pokuta až do výšky 20 000 eur
- Skylink na Slovensku končí. Nahradí ho známa značka, diváci dostanú nové TV stanice
- Prekvapivá krajina má obrovský záujem o slovenské zbrane. Kúpia pokročilé systémy za milióny eur
- Automobilky majú veľkú dilemu: Kia povedala pravdu o EV, ktorú Brusel nechce počuť
- Na Slovensku práve spustili novú službu. Zadarmo ponúka viac ako tisíc filmov a seriálov
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Vlaky praskajú vo švíkoch, predaj lístkov vyletel o 21 %: Odborník otvorene skritizoval vládne zľavy aj chaos na koľajach

Počet migrantov sa na Slovensku takmer strojnásobil: Zverejnili nový rebríček Európy, takto sme dopadli

Pozor na nový krypto fenomén z Instagramu: AI postavičky bez slov zarábajú milióny, no investorom hrozí pád na dno

Kedy požiadať o dôchodok, aby si neprišiel o peniaze: Sociálna poisťovňa ti pridá 0,5 % za každých 30 dní

