Във феромагнетиците, подобно на магнитчетата за хладилник, атомните спинове се подравняват в една и съща посока. В антиферомагнетиците съседните спинове сочат в противоположни посоки и се неутрализират взаимно. Сега физиците съобщават за експериментални доказателства за материал, който съчетава характеристики и на двата вида магнетизъм, който наричат алтермагнетик.
- Както при антиферомагнетиците, съседните атомни спинове сочат в противоположни посоки, така че техните магнитни моменти напълно се неутрализират. В резултат на това, алтермагнетиците нямат външно магнитно поле.
- Както при феромагнетиците, поради специална кристална симетрия, енергийните зони за електрони с различни спинове са разделени. Това означава, че електрическият ток вътре в материала е силно спиново поляризиран, което позволява ефективен контрол на спиновите токове.
Алтермагнетиците, клас, който теоретиците описват едва през последните години, нямат нетно намагнитване, подобно на антиферомагнетиците. Но техните електрони се държат така, сякаш материалът е магнитен, като енергията на електроните зависи от спина и посоката на движение.
Тази комбинация е привлекателна за спинтрониката, една по-бърза и по-ефективна електроника, която използва спина на електроните, а не само заряда. Тъй като алтермагнетиците не произвеждат разсеяни магнитни полета, устройствата, направени от тях, по принцип биха могли да бъдат опаковани плътно, без да си пречат едно на друго.
Феромагнетизмът произвежда поведението, което повечето хора свързват с обикновените магнити, в тези материали магнитните моменти се подравняват в една и съща посока, създавайки магнитно поле. Това свойство може да бъде полезно в електрониката, но при обикновените магнити получените разсеяни магнитни полета могат да повлияят на близките компоненти.
Антиферомагнетиците се държат различно. Техните магнитни моменти сочат в противоположни посоки и се неутрализират взаимно, като до голяма степен изчистват разсеяните полета. Те обаче нямат полезните свойства на феромагнетиците за електрониката.
Установяване на алтернативна кристална и магнитна структура в Co1/4TaSe2. (a) 3D визуализация на елементарната клетка Co1/4TaSe2, като атомите Co, Ta и Se са представени съответно със сини, зелени и сиви сфери. (b) Изглед на кристалната структура на Co1/4TaSe2 по оста c. По-малкият пунктиран успоредник представлява елементарната клетка 1H-TaSe2, а по-големият плътен успоредник представлява елементарната клетка Co1/4TaSe2. (c) Обемна хексагонална зона с обозначени точки на висока симетрия. (d) Магнитна възприемчивост на Co1/4TaSe2, характеризираща се с ясен магнитен преход при TN=178 K, както е показано от пунктираната вертикална линия. (e) Магнитна конфигурация със спин нагоре (червено) и спин надолу (жълто), насочени по оста c. Моментите са подредени феромагнитно в равнината и антиферомагнитно между слоевете по оста c. (f) Надлъжно съпротивление на монокристалите Co1/4TaSe2 като функция на температурата. Температурата при TN = 178 K е обозначена със стрелката, насочена надолу, в горната част на панела. В долния десен ъгъл е представена производната на съпротивлението по температура, като TN е обозначена с вертикална пунктирана линия. Кредит: Sprague et al., doi: 10.1038/s41467-026-76784-x
Алтернативните магнити предлагат друга възможност, като комбинират желаните характеристики и на двете, отбелязват старшият автор професор Мадхаб Нойпане (Madhab Neupane) и колегите му от Университета на Централна Флорида.
"Подобно на антиферомагнетиците, те могат да избегнат създаването на нежелани разсеяни магнитни полета. Но те също така могат да генерират и откриват спинови токове - движението на електронните спинове през материала - които изследователите се надяват да използват за бъдеща електроника."
Изследователите използват техника, наречена фотоемисионна спектроскопия с ъглова резолюция, позволяваща да се проследява движението на електроните вътре в кристала, включително да се разграничават електроните със спин, насочен "нагоре" от тези със спин с посока "надолу".
Те първо откриват характерно разделение на електронните слоеве на кобалтово-танталов диселенид Co1/4TaSe2.
След това изследователите използват фотоемисионна спектроскопия не само с ъглова резолюция, но и със спинова за по-детайлен анализ и откриват, че тези разделени състояния носят противоположни спинови поляризации, което е ключово доказателство за алтермагнетизъм.
"Значението на това откритие стана очевидно, когато резултатите от експерименталните измервания последователно съвпаднаха с нашите теоретични прогнози", посочва професор Нойпане.
"Съвпадението на тези независими свидетелства ни убеди, че сме идентифицирали истински слоест алтермагнит."
Според учените материалът е уникален с това, че представлява слоест кристал от ван дер Ваалсов тип, което би могло да улесни комбинирането му с други екзотични материали, като например свръхпроводници при създаването на многослойни устройства.
Други кандидати за алтермагнети, проучени досега, главно манганов телурид и хромов антимонид, нямат такава слоеста структура.
"В момента в теорията на алтермагнетизма активно се обсъжда въпроса за това как спин-поляризираните електронни състояния взаимодействат с други магнитни явления."
"Сега имаме материал, който можем лесно да модифицираме, за да изследваме тези нови въпроси", заявява водещият автор на изследването Майло Спраг (Milo Sprague) от Университета на Централна Флорида.
Справка: M. Sprague et al. 2026. Observation of Altermagnetic Spin-Splitting in an Intercalated Transition Metal Dichalcogenide. Nat Commun 17, 9935; doi: 10.1038/s41467-026-76784-x
Източник: Physicists Find Evidence for ‘Third’ Type of Magnetism, Sci.News.
Още по темата
Физика
Материал, смятан преди за квантов, всъщност е ново квантово състояние на материята
Физика
Пробив свързва магнетизма и електричеството за по-бързи технологии
Физика
Учени откриват странен нов магнит, който пречупва светлината като с магия
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари
1000-годишен амулет, открит в Русия, съчетава християнски светец с Горгона Медуза
Памет на водата или как ни промиват мозъка
Необикновена космическа експлозия, случваща се веднъж на хилядолетие
Памет на водата или как ни промиват мозъка