Anotace
Magneticky uspořádané krystaly se tradičně dělí na dvě základní fáze -- feromagnetismus a antiferomagnetismus. Feromagnetické uspořádání nabízí řadu jevů a aplikací. Nulová magnetizace v antiferomagnetech je potenciálně výhodná pro prostorovou a časovou škálovatelnost součástek. Nedávno náš tým spolu s dalšími skupiny předpověděl případy silného narušení symetrie inverze času a spinového štěpení v elektronických pásmech, typické pro feromagnetismus, v krystalech s kompenzovaným antiparalelním magnetickým uspořádáním, typickým pro antiferomagnetismus. Naší ústřední myšlenkou, která řeší tento zdánlivý základní konflikt v magnetismu, je, že symetrie klasifikuje třetí základní magnetickou fázi. Díky střídavé spinové polarizaci v reálném prostoru krystalové struktury a reciprokém prostoru elektronické struktury byla tato fáze nazvána altermagnetismus. Ukážeme, že altermagnety kombinují přednosti feromagnetů a antiferomagnetů, které byly považovány za principiálně nekompatibilní, a že mají přednosti, které nemají obdoby v žádné ze dvou tradičních základních magnetických fází. V Cíli 1 vytvoříme materiální základnu altermagnetismu a v Cíli 2 ukážeme, jak jeho anizotropní (d-wave) povaha obohacuje základní fyzikální koncepty jako jsou porušení Kramersovy spinové degenerace, Fermi-liquid nestability a elektronové kvazičástice. To podpoří náš vývoj nové cesty ve spintronice, nerealizovatelné v rámci dvou tradičních magnetických fází, založené na silných nerelativistických jevech, bez magnetizace a s ní souvisejících omezení škálovatelnosti uložených magnetizací a s komplexními funkcemi. V Cíli 3 budeme demonstrovat multivrstevné altermagnetické struktury s gigantickou magnetorezistencí. V Cíli 4 budeme realizovat analogové funkce logiky v paměti v jednovrstvých altermagnetických součástkách v nanometrové škále prostřednictvím atomově ostrých altermagnetických doménových stěn, zapsaných pulzy na časových škálách femtosekund.
