Apa yang baru
Untuk pertama kalinya, para ilmuwan membayangkan cara yang benar-benar baru daya tarik disebut altermagnetisme.
Para peneliti menggunakan teknik sinar-X yang canggih untuk memvisualisasikan dan menyempurnakan bahan magnetik baru ini, yang sangat berbeda dari jenisnya. magnet Kita mengetahuinya dalam kehidupan sehari-hari.
Temuan mereka, dipublikasikan di Alammenunjukkan bahwa bahan altermagnetik dapat dikontrol secara tepat dalam perangkat mikroskopis, menandai langkah maju yang besar dalam bidang magnet dan ilmu material.
Kecepatan Alex CC 4.0 OLEH
Mengapa ini penting
Bahan magnetik merupakan bagian integral dari teknologi modern, khususnya dalam penyimpanan data dan mikroelektronika, namun bahan ini menghadirkan tantangan, termasuk inefisiensi energi dan memori.
Bahan altermagnetik menawarkan alternatif yang lebih ramah lingkungan sekaligus menggabungkan karakteristik terbaik dari kelas magnet yang ada: feromagnet dan antiferromagnet.
Bahan-bahan baru ini secara dramatis dapat meningkatkan kinerja perangkat, berpotensi meningkatkan kecepatan memori mikroelektronik dan digital hingga seribu kali lipat. Mereka juga mempunyai potensi untuk memajukan bidang-bidang seperti komputasi kuantum, yang sedang berjuang untuk melepaskan diri dari aplikasi yang sangat spesifik di laboratorium.
Selain itu, inovasi ini dapat mengurangi ketergantungan pada unsur-unsur beracun, secara signifikan mengurangi jejak karbon industri elektronik dengan meningkatkan efisiensi energi perangkat elektronik.
Apa yang perlu diketahui
Ferromagnet, seperti magnet yang biasa ditemukan pada pintu lemari es, semua momen magnetnya sejajar pada arah yang sama, sehingga menciptakan medan magnet luar yang kuat.
Sebaliknya, antiferromagnet memiliki fitur momen magnet bolak-balik yang saling menghilangkan pada tingkat makroskopis, sehingga tidak ada medan magnet eksternal, sehingga bahan jenis ini tidak efektif dalam menahan daftar belanjaan di lemari es.
Ferromagnet telah dikenal manusia selama ribuan tahun, namun antiferromagnet masih belum ditemukan hingga sekitar satu abad yang lalu.
“Mereka tetap tersembunyi begitu lama karena, dari semua maksud dan tujuan, mereka terlihat seperti bahan non-magnetik,” kata Peter Wadley, salah satu penulis studi tersebut. minggu berita.
Tapi sekarang ada hal baru di bidang ini: altermagnet.
“Alternamagnetisme adalah kelas material magnetik yang baru didefinisikan di mana magnetisme tampak tidak terlihat, namun sifat-sifatnya terdefinisi dengan baik dan terukur,” kata Oliver Amin, penulis utama studi tersebut. minggu berita.
Seperti antiferromagnet, altermagnet memiliki momen magnet antiparalel, artinya tidak memiliki medan magnet makroskopis. Namun, mereka juga menunjukkan fitur feromagnetisme yang disebut pemutusan simetri pembalikan waktu.
Menurut Amin, kombinasi ini memungkinkan altermagnet menyatukan karakteristik terbaik dari kedua kelas magnet, sehingga membuka potensi aplikasi inovatif pada perangkat elektronik canggih.
OJ.
Dalam studi baru ini, para peneliti menunjukkan bahwa mangan telurida (MnTe) adalah feromagnet seperti yang diprediksi dan dicitrakan pada skala nano.
“Ini adalah pertama kalinya kami menggunakan properti tersebut untuk menggambarkan struktur altermagnetik dengan sangat rinci,” kata Wadley. “Jadi ini pertama kalinya hal ini menjadi nyata. Melihat berarti mempercayai, dan kita dapat melihat bahwa tatanan altermagnetik sebenarnya sesuai dengan prediksi teori.”
Namun tim tidak berhenti di situ.
“Untuk menyempurnakan penelitian ini, kami menunjukkan bahwa MnTe memiliki tekstur magnet yang menarik, dan dengan membuat perangkat dengan bentuk tertentu, kami dapat memilih dengan tepat tekstur mana yang akan terbentuk,” kata Amin. “Ini adalah langkah penting sebelum membuat perangkat berfungsi.”
Semua ini sangat baru bagi sains: baru saja terjadi pada awal tahun ini Para ilmuwan melaporkan bukti eksperimental adanya alteriman.—Dan sekarang, penelitian terbaru ini telah mengambil langkah maju yang menentukan, memberikan model bagaimana bahan-bahan ini dapat dimanipulasi agar dapat digunakan oleh orang lain.
Dari meningkatkan kinerja solid-state drive hingga memungkinkan komputasi kuantum yang lebih efisien, altermagnet dapat merevolusi cara data disimpan dan diproses.
Temuan ini juga menyoroti potensi pengurangan limbah material dan penggunaan energi dalam bidang elektronik, menjadikan material altermagnetik sebagai jalan yang menjanjikan bagi kemajuan teknologi berkelanjutan.
Apa selanjutnya?
Langkah selanjutnya yang dilakukan tim, kata Amin, adalah dapat menggunakan arus listrik untuk mengendalikan keadaan magnetik bahan-bahan ini: “Itu akan menjadi pencapaian besar berikutnya, karena ini benar-benar tentang menghasilkan perangkat fungsional yang sesuai.”
“Seperti yang terlihat selama setahun terakhir, minat terhadap altermagnetisme meningkat pada tingkat yang mencengangkan,” tambahnya. “Dengan tingkat penelitian yang begitu intensif di bidang ini, saya memperkirakan bahwa altermagnet akan mempunyai dampak komersial dalam waktu 5 hingga 10 tahun.”
Dalam jangka panjang, Wadley yakin altermagnet dapat menggantikan penyimpanan hard drive yang digunakan di pusat data di seluruh dunia. Dalam jangka pendek, kata dia, kita harus lebih memperhatikan perkembangan di lapangan pada tahun 2025.
Dia menambahkan: “Saya pikir masih banyak hal yang akan terjadi dalam beberapa tahun ke depan. Ini mungkin merupakan area paling dinamis yang pernah saya lihat selama dua puluh tahun saya melakukan penelitian. Saya pikir masih banyak hal yang akan datang.”
Apakah Anda punya saran tentang cerita ilmiah itu minggu berita haruskah aku menutupinya? Apakah Anda memiliki pertanyaan tentang alteriman? Beri tahu kami di science@newsweek.com.
Referensi
Amin, OJ, Dal Din, A., Golias, E., Niu, Y., Zakharov, A., Fromage, SC, Fields, CJB, Heywood, SL, Cousins, RB, Maccherozzi, F., Krempaský, J. , Dil, JH, Kriegner, D., Kiraly, B., Campion, RP, Rushforth, AW, Edmonds, KW, Dhesi, SS, Šmejkal, L., … Wadley, P. (2024). Pencitraan skala nano dan kontrol altermagnetisme di MnTe. Alam, 636(8042), 348–353. https://doi.org/10.1038/s41586-024-08234-x
