Forscher haben den ersten definitiven Beweis für eine neuartige Form des Magnetismus, bekannt als Altermagnetismus, enthüllt, eine Entdeckung, die erhebliche Auswirkungen auf das Design von Hochgeschwindigkeits-Magnetgedächtnisgeräten haben könnte. Diese Durchbruch wurde am 11. Dezember 2023 in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.
Oliver Amin, Postdoktorand an der Universität Nottingham, erklärte, dass es im traditionellen Magnetismus zwei etablierte Typen gibt: Ferromagnetismus, bei dem sich die magnetischen Momente in dieselbe Richtung ausrichten, und Antiferromagnetismus, bei dem sie in entgegengesetzte Richtungen zeigen. Altermagnetismus, der 2022 theoretisiert wurde, kombiniert Merkmale beider Typen, wobei benachbarte magnetische Momente relativ zueinander verdreht sind.
Diese einzigartige Struktur ermöglicht es Altermagneten, vorteilhafte Eigenschaften für die Informationsspeicherung zu zeigen. Sie bewahren die Geschwindigkeit und Resilienz von Antiferromagneten, während sie eine Brechung der zeitlichen Symmetrie einbeziehen, eine Eigenschaft, die ihre Leistung beim Speichern und Übertragen von Daten verbessert.
Das Forschungsteam unter der Leitung von Professor Peter Wadley verwendete die Photoemissions-Elektronenmikroskopie, um die magnetischen Domänen im Mangan-Tellurid zu kartieren, einem Material, das zuvor als antiferromagnetisch klassifiziert wurde. Ihre Ergebnisse zeigten, dass die Manipulation dieser magnetischen Strukturen zur Schaffung praktischer altermagnetischer Geräte führen könnte.
Amin bemerkte das Potenzial dieser Geräte zur Bildung von Wirbeltexturen, die in der Spintronik zunehmend als vielversprechende Informationsträger anerkannt werden. Dieser innovative Ansatz könnte den Weg für die nächste Generation von Speichergeräten ebnen, die durch schnellere Betriebszeiten und höhere Zuverlässigkeit gekennzeichnet sind.
Darüber hinaus reichen die Implikationen des Altermagnetismus bis in das Gebiet der Supraleitung und schließen langjährige Lücken im Verständnis magnetischer Materialien. Co-Autor Alfred Dal Din bemerkte, dass diese Entdeckung die Kluft zwischen Magnetismus und Supraleitung überbrücken könnte, was die Entwicklung fortschrittlicher Materialien verbessert.