אלטרמגנטיות היא צורה מובהקת של סדר מגנטי שבו אבני הבניין המגנטיות הזעירות המרכיבות את קו האנטי מקביל לשכניהם, אך המבנה המארח כל אחד מהם מסובב בהשוואה לשכנותיו. פרופסור פיטר וואדלי מאוניברסיטת נוטינגהאם ועמיתיו הראו כעת שמעמד חדש זה של מגנטיות קיים וניתן לשלוט בה במכשירים מיקרוסקופיים.
מיפוי של וקטור הסדר האלטרמגנטי ב-MnTe. קרדיט תמונה: אמיןet al., doi: 10.1038/s41586-024-08234-x.
חומרים מגנטיים משמשים ברוב זיכרון המחשב לטווח ארוך ובדור האחרון של מכשירים מיקרואלקטרוניים.
זו לא רק תעשייה מסיבית וחיונית אלא גם מקור משמעותי לפליטת פחמן עולמית.
החלפת רכיבי המפתח בחומרים אלטרמגנטיים תוביל לעלייה עצומה במהירות וביעילות תוך כדי פוטנציאל להפחית באופן מסיבי את התלות שלנו באלמנטים כבדים נדירים ורעילים הדרושים לטכנולוגיה פרומגנטית קונבנציונלית.
אלטרמגנטים משלבים את התכונות הטובות של פרומגנטים ואנטי-פרומגנטים לחומר אחד.
יש להם פוטנציאל להוביל לעלייה של פי אלף במהירות של רכיבים מיקרואלקטרוניים וזיכרון דיגיטלי תוך שהם חזקים יותר וחסכוניים יותר באנרגיה.
"אלטרמגנטים מורכבים מרגעים מגנטיים המצביעים באופן אנטי מקביל לשכניהם", אמר פרופסור וואדלי.
"עם זאת, כל חלק בקריסטל המארח את הרגעים הזעירים האלה מסובב ביחס לשכניו. זה כמו אנטי-פרומגנטיות עם טוויסט! אבל להבדל העדין הזה יש השלכות עצומות".
"העבודה הניסיונית שלנו סיפקה גשר בין מושגים תיאורטיים למימוש בחיים האמיתיים, אשר בתקווה מאיר נתיב לפיתוח חומרים אלטרמגנטיים ליישומים מעשיים", אמר ד"ר אוליבר אמין מאוניברסיטת נוטינגהאם.
המחקר הניסיוני החדש בוצע במתקן הבינלאומי MAX IV בשוודיה.
המתקן, שנראה כמו סופגניית מתכת ענקית, הוא מאיץ אלקטרונים, הנקרא סינכרוטרון, המייצר קרני רנטגן.
קרני רנטגן מוארות על החומר המגנטי והאלקטרונים הנפלטים מפני השטח מזוהים באמצעות מיקרוסקופ מיוחד.
זה מאפשר להפיק תמונה של המגנטיות בחומר עם רזולוציה של תכונות קטנות עד לקנה מידה ננו.
"להיות בין הראשונים לראות את ההשפעה והמאפיינים של המעמד החדש והמבטיח הזה של חומרים מגנטיים הייתה זכות מתגמלת ומאתגרת מאוד", אמר Ph.D מאוניברסיטת נוטינגהאם. סטודנט אלפרד דאל דין.
של הצוותעֲבוֹדָהפורסם בכתב העתטֶבַע.
_____
OJ אמיןet al. 2024. הדמיה בקנה מידה ננו ובקרה של אלטרמגנטיות ב-MnTe.טֶבַע636, 348-353; שניים: 10.1038/s41586-024-08234-x
