Cena Neuron putuje již poněkolikáté do Fyzikálního ústavu AV ČR. Za významný vědecký objev ve fyzice za rok 2018 byla udělena Tomáši Jungwirthovi, vedoucímu Oddělení spintroniky a nanoelektroniky. Oceněn byl za objev způsobu, jakým lze zapsat informace pomocí spinu částic v antiferomagnetických materiálech. Tím se svými kolegy položil základy k využití antiferomagnetů ve spintronice, odvětví elektroniky využívající spin elektronů. Podílel se i na tvorbě prototypu čipu, kterým se dá technologie propojit se současnou mikroelektronikou.
Jméno Tomáše Jungwirtha patří mezi často skloňované ve světě fyziky, sám ovšem zdůrazňuje, že se jedná o práci celého týmu: „Individuální ocenění pro mě je na hraně – sice mám asi podstatnou koordinační roli, ale jinak jsme velmi široký tým."
A právě společné úsilí týmu Tomáše Jungwirtha má nyní potenciál výrazně posunout možnosti elektroniky. Jako první na světě použil se svými kolegy v rámci ERC projektu 0MSPIN antiferomagnety k ukládání informace. K zápisu byla využita speciální symetrie krystalové struktury zkoumaných antiferomagnetů – při průchodu běžného elektrického proudu se zde vytvoří virtuální atomové „cívky“, měnící orientaci spinů na antiferromagneticky uspořádaných atomech. Rychlost tohoto procesu odpovídá řádově pikosekundám. Snadný je i proces elektrického čtení. Proto mají antiferomagnety potenciál k výrobě pamětí tisíckrát rychlejších, než jsou paměti dnes běžně dostupné. Antiferomagnetická paměť má i další překvapivé vlastnosti. Například nemusí být binární, ale i analogová, díky čemuž má potenciál v oblastech jako jsou umělé neuronové sítě. Navíc ji nedokáže narušit ani velmi silné vnější magnetické pole.
Podrobnější informace o antiferomagnetických pamětech je možné najít v naších předchozích článcích, které byly zveřejněny na jaře tohoto roku, nebo doporučujeme také medailonek na webu NF Neuron. Zajímavost této oblasti výzkumu podtrhuje i nedávno získaný grant Horizon 2020 v programu Future and Emerging Technologies a grant z Grantové agentury ČR, která pokračování výzkumu podpořila v programu EXPRO pro excelentní výzkum.
Nadační fond Neuron, který byl založen na podporu českých vědeckých osobností světového významu, udílí každoročně ceny nejen za přelomové objevy, ale i za celoživotní přínos vědě a pro mladé nadějné vědce. Podporuje také práci učitelů a popularizační projekty. Cenu Neuron letos obdrželo deset osobností, mezi které byla rozdělena odměna 9 milionů korun.
Ocenění od NF Neuron v minulosti získala i řada dalších úspěšných současných či bývalých pracovníků Fyzikálního ústavu: Kamil Olejník, Lukáš Palatinus, Kateřina Falk, Jindřich Kolorenč, Hynek Němec, Anna Fučíková, Petr Hořava, Bedřich Velický a Jan Peřina ze Společné laboratoře optiky, provozované ve spolupráci s Univerzitou Palackého. Více o minulých laureátech
Slovníček:
Spin, nazývaný též vlastní moment hybnosti, je vektorová veličina charakterizující elementární částice, analogická orbitálnímu momentu hybnosti. Se spinem je v případě některých částic, jako je právě elektron, spojen magnetický moment, jehož směr je určen směrem spinu. Látky mají různé uspořádání spinů elektronů a podle toho se liší svými magnetickými vlastnostmi.
Ve feromagnetických materiálech jsou spiny elektronů orientované jedním směrem a tím společně přispívají k magnetizaci látky. Díky jednotné orientaci spinů je možné tyto materiály snadno ovládat, např. pomocí magnetického pole, a detekovat. Zároveň po vypnutí zapisovacího magnetického pole zůstávájí spiny společně a trvale v zapsaném směru a mohou tak sloužit k ukládání informace.
V antiferomagnetických látkách, se směr spinů pravidelně střídá od atomu k atomu. V důsledku toho antiferomagnety navenek nejeví žádnou magnetizaci a až donedávna byly považovány za nevyužitelné pro ukládání dat. Vědci z Fyzikálního ústavu však nedávno vynalezli nové metody, kterými lze antiferomagnety použít k zápisu, čtení a ukládání informací a vyvinuli i experimentální zařízení, které je možné připojit k běžnému počítači a ukázat na něm princip antiferomagnetické paměti.