Forradalom a mágnesességben: Új kutatási program indult a JGU-ban!

Forradalom a mágnesességben: Új kutatási program indult a JGU-ban!

A mágnesesség kutatási területe jelentős változás előtt áll egy új kiemelt program (SPP) elindításával, amely a nem hagyományos mágneses rendszerek fejlesztésére összpontosít. Prof. Dr. Jairo Sinova, a Mainzi Johannes Gutenberg Egyetem (JGU) munkatársa koordinálja ezt az innovatív programot, amely alap- és alkalmazott kutatásokkal foglalkozik ezen az izgalmas területen. A Német Kutatási Alapítvány (DFG) jóváhagyta a „Nem konvencionális mágnesesség: túl az S-hullám mágneses paradigmáján” elnevezésű SPP-t, és mintegy nyolcmillió eurót biztosít a következő három évre. A projekt hivatalosan 2026-ban indul.

Az SPP célja, hogy újradefiniálja az információs technológia kihívásait, és kitolja a sebesség, a tárolási sűrűség és a hatékonyság határait. Különösen foglalkozik a nem szokványos mágnesességen alapuló alkatrészek és eszközök fejlesztésével. A kutatás egyik kiemelkedő koncepciója a „teramágneses technológia”, amely lehetővé teheti a sebesség és a hatékonyság ezerszeresét a jelenlegi technológiákhoz képest. Ennek forradalmi következményei lehetnek az elektronikára és a digitális kommunikációs infrastruktúrára nézve.

A mágnesesség megváltoztatása kulcsfontosságú technológiaként

Az SPP kulcsfontosságú eleme a megváltozott mágnesesség kutatása, egy újonnan felfedezett harmadik típusú mágnesesség, amelyet elméletileg megjósoltak és kísérletileg megerősítettek. Az alter mágnesesség egyesíti a ferromágnesek és az antiferromágnesek előnyeit. Az atomok mágneses spinjei felváltva igazodnak, de erős mágneses tér hatására. Ez teljesen új alkalmazási lehetőségeket nyit meg az elektronika és a spintronika területén. Az alter mágnesesség felfedezését a JGU és a Cseh Tudományos Akadémia fizikusai 2019-ben feltételezték, és 2021-ben sajátos mágneses viselkedésként jellemezték.

A mágnesesség korábban ismert formái, mint a ferromágnesesség és az antiferromágnesesség, meggyőző tulajdonságokkal rendelkeznek: a ferromágnesek olyan spinekkel rendelkeznek, amelyek azonos irányban helyezkednek el, és külső mágneses teret hoznak létre, míg az antiferromágnesek antiparallel spinekkel rendelkeznek, ezért nem hoznak létre mérhető külső mágneses teret. Az alter mágnesek viszont kombinálják mindkét kategória tulajdonságait, ami spin-polarizált áramot eredményez. Egyedülálló tulajdonságaik ellenére nem hoznak létre kívülről mérhető mágneses teret.

Kísérleti megerősítés és jövőbeli kilátások

A közelmúltban kísérletileg igazolták a megváltozott mágnesességet a kristályos vegyületben, a mangántelluridban (MnTe), amelyet korábban antiferromágnesnek minősítettek. Röntgen-fotoemissziós spektroszkópiával az elektronspin-hasadást elemeztük, az eredmények összhangban voltak az elméleti előrejelzésekkel. Ez megerősítette az altermágnesesség létezését, és azt mutatja, hogy az altermágneses viselkedésre több mint 200 jelöltet azonosítottak, amelyek a szigetelők, félvezetők, fémek és szupravezetők különféle tulajdonságait mutatják.

Az alter magnetizmus kutatását és az új kiemelt programot olyan fontos személyiségek vezetik, mint Prof. Dr. Jairo Sinova és Dr. Libor Šmejkal. Sinova 2014 óta dolgozik a JGU-nál, és a mikroelektronika mágneses tulajdonságainak szakértőjeként tartják számon. Šmejkal, aki 2024-ig a Sinova csoport tagja volt, most a drezdai Max Planck Komplex Rendszerek Fizikai Intézetének csapatát vezeti. Munkájuk kulcsa lehet a mágnesesség elméletének és alkalmazásának a jövő technológiájában.

Összességében a különböző területeken, például a kondenzált anyagból, az anyagtudományból és a mérnöki munkából származó kutatócsoportok közötti interdiszciplináris együttműködés áll a nem szokványos mágnesességben rejlő lehetőségek kiaknázására irányuló erőfeszítések középpontjában. Az ezen a területen végzett fejlesztések nemcsak a fizika alapjait bővíthetik, hanem gyakorlati alkalmazásokat is lehetővé tesznek, amelyek jelentős előrelépést ígérnek az információtechnológiában.

A témával kapcsolatos további információkért olvassa el a riportokat Mainzi Egyetem és Science.de konzultálni kell.