Revoluție în magnetism: A început un nou program de cercetare la JGU!

Revoluție în magnetism: A început un nou program de cercetare la JGU!

Domeniul de cercetare al magnetismului se confruntă cu schimbări semnificative odată cu lansarea unui nou Program prioritar (SPP) care se concentrează pe dezvoltarea sistemelor magnetice neconvenționale. Prof. Dr. Jairo Sinova de la Universitatea Johannes Gutenberg din Mainz (JGU) coordonează acest program inovator, care se ocupă de cercetare de bază și aplicată în acest domeniu interesant. Fundația Germană de Cercetare (DFG) a aprobat SPP intitulat „Magnetism neconvențional: Dincolo de paradigma magnetismului cu unde S” și oferă aproximativ opt milioane de euro pentru următorii trei ani. Proiectul va începe oficial în 2026.

SPP își propune să redefinească provocările tehnologiei informației și să depășească limitele vitezei, densității stocării și eficienței. Este preocupat în special de dezvoltarea componentelor și dispozitivelor bazate pe magnetism neconvențional. Un concept proeminent în această cercetare este „tehnologia teramagnetică”, care ar putea permite creșterea vitezei și eficienței de o mie de ori față de tehnologiile actuale. Acest lucru ar putea avea implicații revoluționare pentru infrastructura electronică și de comunicații digitale.

Modificați magnetismul ca tehnologie cheie

O componentă cheie a SPP este cercetarea asupra magnetismului alter, un al treilea tip de magnetism recent descoperit, care a fost prezis teoretic și confirmat experimental. Alter magnetismul combină avantajele feromagneților și antiferomagneților. Rotirile magnetice ale atomilor sunt aliniate alternativ, dar sub influența unui câmp magnetic puternic. Acest lucru deschide posibilități de aplicare complet noi în domeniile electronicii și spintronicii. Descoperirea magnetismului alter a fost postulată de fizicienii de la JGU și de la Academia Cehă de Științe în 2019 și caracterizată ca comportament magnetic specific în 2021.

Formele de magnetism cunoscute anterior, precum feromagnetismul și antiferomagnetismul, au proprietăți convingătoare: feromagneții au spini care sunt aliniați în aceeași direcție și generează un câmp magnetic extern, în timp ce antiferomagneții au spini antiparaleli și, prin urmare, nu produc un câmp magnetic extern măsurabil. Magneții alter, pe de altă parte, combină proprietățile ambelor categorii, rezultând un curent polarizat de spin. În ciuda proprietăților lor unice, ele nu produc un câmp magnetic măsurabil extern.

Confirmare experimentală și perspective de viitor

Recent, magnetismul alterat a fost confirmat experimental în compusul cristalin telurura de mangan (MnTe), care a fost anterior clasificat ca antiferomagnet. Prin utilizarea spectroscopiei de fotoemisie cu raze X, a fost analizată divizarea spinului electronilor, cu rezultate în concordanță cu predicțiile teoretice. Acest lucru a confirmat existența altermagnetismului și arată că au fost identificați peste 200 de candidați pentru comportament altermagnetic, prezentând o varietate de proprietăți ale izolatorilor, semiconductorilor, metalelor și supraconductorilor.

Cercetarea asupra magnetismului alter și noul program prioritar este condusă de personalități importante precum prof. dr. Jairo Sinova și dr. Libor Šmejkal conduse. Sinova lucrează la JGU din 2014 și este considerat un expert în proprietățile magnetice în microelectronică. Šmejkal, care a făcut parte din grupul lui Sinova până în 2024, conduce acum o echipă la Institutul Max Planck pentru Fizica Sistemelor Complexe din Dresda. Munca lor ar putea fi cheia pentru avansarea teoriei și a aplicării magnetismului în tehnologia de mâine.

În general, colaborarea interdisciplinară între echipele de cercetare din diferite domenii, cum ar fi materia condensată, știința materialelor și inginerie, se află în centrul eforturilor de exploatare a potențialului magnetismului neconvențional. Evoluțiile din acest domeniu ar putea nu numai să extindă elementele fundamentale ale fizicii, ci și să permită aplicații practice care promit progrese semnificative în tehnologia informației.

Pentru mai multe informații pe această temă puteți citi rapoartele de la Universitatea din Mainz şi Science.de fi consultat.