Magnetizmo revoliucija: JGU prasidėjo nauja tyrimų programa!

Magnetizmo revoliucija: JGU prasidėjo nauja tyrimų programa!

Magnetizmo tyrimų sritis susiduria su dideliais pokyčiais pradėjus vykdyti naują prioritetinę programą (SPP), kurioje pagrindinis dėmesys skiriamas netradicinių magnetinių sistemų kūrimui. Prof. dr. Jairo Sinova iš Mainco Johanneso Gutenbergo universiteto (JGU) koordinuoja šią naujovišką programą, susijusią su pagrindiniais ir taikomaisiais tyrimais šioje įdomioje srityje. Vokietijos tyrimų fondas (DFG) patvirtino SPP pavadinimu „Netradicinis magnetizmas: už S bangos magnetizmo paradigmos ribų“ ir ateinantiems trejiems metams skiria apie aštuonis milijonus eurų. Projektas oficialiai prasidės 2026 m.

SPP siekiama iš naujo apibrėžti informacinių technologijų iššūkius ir peržengti greičio, saugojimo tankio ir efektyvumo ribas. Jis ypač susijęs su netradiciniu magnetizmu pagrįstų komponentų ir prietaisų kūrimu. Svarbi šio tyrimo koncepcija yra „teramagnetinė technologija“, kuri leistų tūkstantį kartų padidinti greitį ir efektyvumą, palyginti su dabartinėmis technologijomis. Tai gali turėti revoliucinių pasekmių elektronikai ir skaitmeninių ryšių infrastruktūrai.

Pakeiskite magnetizmą kaip pagrindinę technologiją

Pagrindinis SPP komponentas yra pakitusio magnetizmo, naujai atrasto trečiojo tipo magnetizmo, kuris buvo prognozuojamas teoriškai ir patvirtintas eksperimentiškai, tyrimai. Alter magnetizmas sujungia feromagnetų ir antiferomagnetų pranašumus. Magnetiniai atomų sukiniai yra pakaitomis išlyginti, bet veikiami stipraus magnetinio lauko. Tai atveria visiškai naujas pritaikymo galimybes elektronikos ir spintronikos srityse. 2019 m. JGU ir Čekijos mokslų akademijos fizikai postulavo alternatyvaus magnetizmo atradimą, o 2021 m. jis buvo apibūdintas kaip specifinis magnetinis elgesys.

Anksčiau žinomos magnetizmo formos, tokios kaip feromagnetizmas ir antiferomagnetizmas, turi įtikinamų savybių: feromagnetai turi sukinius, kurie yra išlyginti ta pačia kryptimi ir sukuria išorinį magnetinį lauką, o antiferomagnetai turi antilygiagrečius sukimus, todėl nesukuria išmatuojamo išorinio magnetinio lauko. Kita vertus, alter magnetai sujungia abiejų kategorijų savybes, todėl susidaro sukimosi poliarizuota srovė. Nepaisant unikalių savybių, jie nesukuria išoriškai išmatuojamo magnetinio lauko.

Eksperimentinis patvirtinimas ir ateities perspektyvos

Neseniai pakitęs magnetizmas buvo eksperimentiškai patvirtintas kristaliniame junginyje mangano teluridas (MnTe), kuris anksčiau buvo klasifikuojamas kaip antiferomagnetas. Naudojant rentgeno fotoemisijos spektroskopiją, buvo analizuojamas elektronų sukimosi padalijimas, o rezultatai atitiko teorines prognozes. Tai patvirtino altermagnetizmo egzistavimą ir rodo, kad buvo nustatyta daugiau nei 200 alternatyvių magnetinių savybių, pasižyminčių įvairiomis izoliatorių, puslaidininkių, metalų ir superlaidininkų savybėmis.

Alter magnetizmo tyrimams ir naujai prioritetinei programai vadovauja tokios svarbios asmenybės kaip prof. dr. Jairo Sinova ir dr. Libor Šmejkal. Sinova dirba JGU nuo 2014 m. ir yra laikoma magnetinių savybių eksperte mikroelektronikoje. Šmejkalas, iki 2024 m. priklausęs „Sinovos“ grupei, dabar vadovauja Max Plancko sudėtingų sistemų fizikos instituto Drezdene komandai. Jų darbas gali būti raktas į magnetizmo teorijos ir pritaikymo rytojaus technologijose pažangą.

Apskritai, tarpdisciplininis įvairių sričių, pvz., kondensuotų medžiagų, medžiagų mokslo ir inžinerijos, mokslinių tyrimų grupių bendradarbiavimas yra pastangų išnaudoti netradicinio magnetizmo potencialą centre. Pokyčiai šioje srityje galėtų ne tik išplėsti fizikos pagrindus, bet ir sudaryti sąlygas praktiniams pritaikymams, kurie žada didelę informacinių technologijų pažangą.

Norėdami gauti daugiau informacijos šia tema, galite perskaityti pranešimus iš Mainco universitetas ir Science.de būti konsultuojamasi.