Vědci z Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR zveřejnili v časopise Nature první přímé mikroskopické snímky magnetického uspořádání v altermagnetu. Navazují tak na publikaci z počátku roku, kdy v časopise Nature oznámili objev nové větve magnetické rodiny, označované jako altermagnetická. Mikroskopické snímky představují milník, na nějž naváže další experimentální výzkum.
Výzkumníci spolupracovali na snímcích s vědci z Nottinghamské univerzity, synchrotronových zařízení ve Velké Británii, Švédsku a Švýcarsku a Max Planckova institutu a Univerzity Johannese Gutenberga v Německu.
„V aktuálním článku náš tým se spolupracovníky ukazuje mikroskopické obrazy uspořádání střídajících se severních a jižních magnetických pólů v MnTe v reálném prostoru,“ uvádí Dominik Kriegner z Fyzikálního ústavu AV ČR. Vědci tak přinesli další důkaz altermagnetismu tentokrát přímou mikroskopickou metodou, která navazuje na předchozí článek v časopise Nature. Ten popisoval spektroskopická měření kvantových energetických hladin v prototypickém altermagnetickém materiálu MnTe.
| foto: René Volfík, Fyzikální ústav AV ČR
Použitá mikroskopie s vysokým rozlišením je dostupná pouze na nejmodernějších měřicích zařízeních na synchrotronech a kromě experimentálních dovedností vyžaduje přípravu vysoce kvalitních vzorků a detailní teoretické znalosti altermagnetismu.
„Vynaložené úsilí se však vyplatilo, protože vidět znamená věřit,“ uvedl Tomáš Jungwirth, vedoucí koordinátor práce z Fyzikálního ústavu AV ČR. Prezentované mikroskopické snímky představují milník, který by měl iniciovat rozsáhlý experimentální výzkum altermagnetů, stejně jako vývoj altermagnetických spintronických zařízení směrem k budoucím vysoce škálovatelným IT.
Nový svět pro IT technologie
Magnetizace ve feromagnetech nabízí řadu fyzikálních jevů, které se používají mimo jiné pro výrobu vestavěných paměťových bitů v pokročilých integrovaných obvodech. Tato tzv. spintronická technologie je první v historii IT, která doplňuje polovodičové bity v procesorových čipech. Altermagnetická spintronická zařízení mají potenciál řádově zvýšit výkon a snížit energetickou náročnost současných IT technologií.
Před vlastními experimentálními objevy zveřejnil od roku 2020 tým z Fyzikálního ústavu AV ČR spolu se svými spolupracovníky sérii článků teoreticky identifikujících a popisujících novou větev altermagnetických materiálů. Kromě spintroniky upoutala předpověď altermagnetismu pozornost v mnoha oborech fyziky kondenzovaných látek, přičemž za poslední dva roky vědci z celého světa zveřejnili více než pět set studií navazujících na původní práce týmu z Fyzikálního ústavu AV ČR.
Amin, O.J., Dal Din, A., Golias, E. et al. Nanoscale imaging and control of altermagnetism in MnTe. Nature 636, 348–353 (2024). doi.org/10.1038/s41586-024-08234-x
