Revoluce v magnetismu: V JGU začal nový výzkumný program!

Revoluce v magnetismu: V JGU začal nový výzkumný program!

Oblast výzkumu magnetismu čelí výrazné změně se spuštěním nového Prioritního programu (SPP), který se zaměřuje na vývoj nekonvenčních magnetických systémů. Prof. Dr. Jairo Sinova z Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) koordinuje tento inovativní program, který se zabývá základním a aplikovaným výzkumem v této vzrušující oblasti. Německá výzkumná nadace (DFG) schválila SPP s názvem „Nekonvenční magnetismus: Za paradigmatem S-Wave Magnetism“ a na příští tři roky poskytuje přibližně osm milionů eur. Projekt bude oficiálně zahájen v roce 2026.

Cílem SPP je nově definovat výzvy informačních technologií a posunout hranice rychlosti, hustoty úložiště a efektivity. Zabývá se zejména vývojem součástek a zařízení založených na nekonvenčním magnetismu. Významným konceptem v tomto výzkumu je „teramagnetická technologie“, která by mohla umožnit tisícinásobné zvýšení rychlosti a účinnosti oproti současným technologiím. To by mohlo mít potenciálně revoluční důsledky pro elektroniku a digitální komunikační infrastrukturu.

Alter magnetismus jako klíčová technologie

Klíčovou součástí SPP je výzkum alter magnetismu, nově objeveného třetího typu magnetismu, který byl teoreticky předpovězen a experimentálně potvrzen. Alter magnetismus spojuje výhody feromagnetik a antiferomagnetik. Magnetické spiny atomů jsou střídavě vyrovnány, ale pod vlivem silného magnetického pole. To otevírá zcela nové aplikační možnosti v oblasti elektroniky a spintroniky. Objev alter magnetismu byl postulován fyziky z JGU a Akademie věd ČR v roce 2019 a charakterizován jako specifické magnetické chování v roce 2021.

Dříve známé formy magnetismu, jako je feromagnetismus a antiferomagnetismus, mají přesvědčivé vlastnosti: feromagnetika mají spiny, které jsou zarovnány ve stejném směru a generují vnější magnetické pole, zatímco antiferomagnetika mají antiparalelní spiny, a proto nevytvářejí měřitelné vnější magnetické pole. Alter magnety na druhé straně kombinují vlastnosti obou kategorií, což vede ke spinově polarizovanému proudu. Navzdory svým jedinečným vlastnostem nevytvářejí externě měřitelné magnetické pole.

Experimentální potvrzení a budoucí perspektivy

Nedávno byl alter magnetismus experimentálně potvrzen v krystalické sloučenině teluridu manganu (MnTe), který byl dříve klasifikován jako antiferomagnet. Pomocí rentgenové fotoemisní spektroskopie bylo analyzováno štěpení elektronového spinu s výsledky konzistentními s teoretickými předpověďmi. To potvrdilo existenci altermagnetismu a ukazuje, že bylo identifikováno více než 200 kandidátů na altermagnetické chování, kteří vykazují různé vlastnosti izolantů, polovodičů, kovů a supravodičů.

Výzkum alter magnetismu a nový prioritní program vedou významné osobnosti jako prof. Dr. Jairo Sinova a Dr. Libor Šmejkal. Sinova pracuje v JGU od roku 2014 a je považována za experta na magnetické vlastnosti v mikroelektronice. Šmejkal, který byl do roku 2024 součástí Sinovy ​​skupiny, nyní vede tým v Institutu Maxe Plancka pro fyziku komplexních systémů v Drážďanech. Jejich práce by mohla být klíčem k pokroku v teorii a aplikaci magnetismu v technologii zítřka.

Celkově je mezioborová spolupráce mezi výzkumnými týmy z různých oblastí, jako je kondenzovaná hmota, věda o materiálech a inženýrství, středem snah o využití potenciálu nekonvenčního magnetismu. Vývoj v této oblasti by mohl nejen rozšířit základy fyziky, ale také umožnit praktické aplikace, které slibují významný pokrok v informačních technologiích.

Pro více informací o tomto tématu si můžete přečíst zprávy z University of Mainz a Science.de být konzultován.