Nowe perspektywy, czyli kolejny magnetyzm

Własności magnetyczne materiału zależą od wzajemnej orientacji momentów magnetycznych jego elektronów (ich własność, która sprawia, że zachowują się jak małe magnesy). W ferromagnetykach wszystkie te magnesiki są zorientowane równolegle do siebie, co prowadzi do silnego magnetyzmu materiału (np. magnesy na lodówkę). Natomiast w antyferromagnetykach, niewykazujących magnetyzmu, są one zorientowane przeciwnie do siebie w obrębie określonej sieci krystalicznej. Chociaż opisano też inne typy magnetyzmu, takie jak diamagnetyzm i paramagnetyzm, to w tych przypadkach specyficzne reakcje pojawiają się w odpowiedzi na zewnętrznie przyłożone pola magnetyczne. Nie następują spontaniczne porządki magnetyczne w materiałach.

W altermagnetykach momenty magnetyczne elektronów są ustawione podobnie jak w antyferromagnetykach, ale materiały te charakteryzuje unikalna budowa sieci krystalograficznej oraz symetrii, co sprawia, że mają one dodatkowe właściwości. Dzięki nim elektrony w altermagnetykach mogą przeskakiwać między poziomami energetycznymi, zmieniając (przełączając) jednocześnie orientację swoich momentów magnetycznych. Altermagnetyki umożliwiają zatem efektywną manipulację spinem elektronów za pomocą zewnętrznego pola elektrycznego i, w odróżnieniu od ferromagnetyków i antyferromagnetyków, nie wymagają do tego stosowania silnych pól magnetycznych.

Ponadto brak makroskopowego magnetyzmu w altermagnetykach eliminuje problemy z zakłóceniami magnetycznymi między komponentami urządzenia, co jest częstym wyzwaniem w konwencjonalnych systemach magnetycznych. Altermagnetyki mają potencjał, aby znacząco wpłynąć na rozwój pamięci MRAM (ang. Magnetoresistive Random-Access Memory). Mogą również znaleźć zastosowanie w zaawansowanych sensorach magnetycznych, gdzie potrzeba wysokiej precyzji i czułości. Jednakże ich wprowadzenie do praktycznych aplikacji wymaga dalszych badań nad stabilnością termiczną, kompatybilnością z istniejącymi technologiami oraz optymalizacją procesów produkcyjnych.

Dziękujemy, że jesteś z nami. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża wyselekcjonowane badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.