Studii publikoval časopis Nature, uvádí tisková zpráva Akademie věd ČR.
Látky, které mají běžné magnetické vlastnosti se silným magnetickým polem, se označují jako feromagnety. Ty, které je vůbec nemají, nesou název antiferomagnety. Altermagnetické materiály nejen kombinují vlastnosti obou případů, ale mají taky své specifické rysy. Kombinace vlastností těchto látek je potenciálně velmi atraktivní právě pro aplikace v budoucí ultraškálovatelné nanoelektronice, uvádí tisková zpráva.
„Nedávno předpovězené altermagnety kombinují přednosti feromagnetů a antiferomagnetů, které byly považovány za principiálně neslučitelné a navíc mají také další jedinečné přednosti, jež se v ostatních větvích nevyskytují,“ uvedl Tomáš Jungwirth z Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR, který byl jedním z vědců předpovídajících další větev v dělení magnetismu.
V roce 2019 zveřejnil tým z Fyzikálního ústavu v Praze a univerzity v Mohuči sérii článků, v nichž teoreticky identifikoval nekonvenční magnetické materiály. Vědci vybrali více než 200 materiálových kandidátů na altermagnetismus s vlastnostmi pokrývajícími izolanty, polovodiče, kovy, a dokonce supravodiče. Výzkumné skupiny mnohé z těchto materiálů v minulosti zkoumaly, ale neúspěšně.
Tihle badatelé musejí být šílení. „Anti-nobelovku“ získalo i několik Čechů |
„Po prvních předpovědích a s rychle rostoucím celosvětovým zájmem o altermagnetismus a vzhledem k tomu, že mnoho teoreticky identifikovaných kandidátů na materiály bylo dobře známých a široce dostupných, jsme věděli, že je jen otázkou času, kdy budou provedeny první přímé experimentální důkazy. Jsme rádi, že jsme mohli být součástí i koordinátorem této úvodní práce, kterou jsme uskutečnili společně s kolegy z českých, švýcarských, rakouských, německých a britských laboratoří,“ řekl Jungwirth.
Jejich objev na krystalech teluridu manganatého ( MnTe) je zajímavý i proto, že byl tento materiál tradičně považován za jeden z klasických antiferomagnetů, protože magnetická pole na sousedních atomech manganu míří opačně, a tak kolem materiálu nevytvářejí vnější magnetické pole.
V altermagnetech na sousedních magnetických atomech alternují nejen směry spinové polarizace (znázorněné fialovou a modrou barvou), ale také samotné tvary atomu (znázorněné nakloněním čínkovitě tvarovaných elektronových hustot do dvou různých směrů). Modrý paprsek znázorňuje fotoemisní experiment na synchrotronu, který byl použití k prokázání altermagnetismu.
V časopisu Nature nyní vědci ale poprvé přímo prokázali altermagnetismus v MnTe. Vědci využili teoretických předpovědí, aby mohli navigovat, jakým směrem si mají ve fotoemisním experimentu „posvítit“ na vysoce kvalitní krystaly MnTe.
„Tým na synchrotronu naměřil pásové struktury (mapy, které fyzici používají k popisu vlastnosti elektronů v krystalech), s jejichž pomocí byl schopen dokázat, že navzdory absenci vnějšího magnetického pole jsou elektronické stavy v MnTe silně spinově rozštěpené. Škála a tvar spinového štěpení přesně odpovídá předpovězenému altermagnetickému štěpení pomocí kvantově mechanických výpočtů. To je přímý důkaz, že MnTe není ani konvenční antiferomagnet, ani konvenční feromagnet, ale patří do nové, altermagnetické větve magnetických materiálů,“ píšou vědci ve zprávě.
