Buka Intisari Editor secara gratis
Editor FT Roula Khalaf memilih cerita favoritnya dalam buletin mingguan ini.
Sebuah tim peneliti internasional untuk pertama kalinya memotret dan mengendalikan jenis fluks magnet yang disebut altermagnetisme, yang menurut para fisikawan dapat digunakan untuk mengembangkan perangkat elektronik yang lebih cepat dan andal.
Eksperimen inovatif dengan mikroskop sinar-X yang kuat di Swedia memberikan bukti langsung keberadaan altermagnetisme, menurut sebuah artikel dipublikasikan di alam Pada hari Rabu. Bahan altermagnetik dapat mempertahankan aktivitas magnetis tanpa menjadi magnetis sendiri.
Tim dari Universitas Nottingham di Inggris yang memimpin penelitian mengatakan penemuan ini memiliki potensi revolusioner bagi industri elektronik.
“Alternamaagne mempunyai potensi untuk meningkatkan kecepatan komponen mikroelektronik dan memori digital hingga seribu kali lipat, sekaligus lebih kuat dan hemat energi,” kata penulis utama Peter Wadley, peneliti di Royal Society di Nottingham.
Hard drive dan komponen lain yang mendukung industri komputasi modern memproses data dalam bahan feromagnetik, yang daya magnet intrinsiknya membatasi kecepatan dan kepadatan pengemasannya. Penggunaan bahan altermagnetik akan memungkinkan arus mengalir pada produk non-magnetik.
“Penerapan altermagnetisme yang paling sederhana adalah dengan mereplikasi komponen dasar perangkat memori saat ini,” kata Wadley. “Menggunakan altermagnet sebagai penggantinya akan menghasilkan teknologi yang jauh lebih cepat, efisien, dan berkelanjutan.”
Sifat kemagnetan suatu bahan bergantung pada putaran elektronnya. Dalam bahan feromagnetik seperti besi, yang merespons medan magnet dengan kuat, semua elektron berputar secara paralel dengan tetangganya. Dalam antiferromagnetisme, jenis magnetisme lain yang sudah mapan, elektron-elektron yang berdekatan berputar dalam arah yang berlawanan dan oleh karena itu saling meniadakan, sehingga material secara keseluruhan tidak merespons medan eksternal.
Dalam bahan altermagnetik, putaran elektron juga antiparalel, namun atom dan elektron yang menyertainya berputar dengan cara yang tidak biasa dalam struktur kristal. “Magnet dengan twist” ini menawarkan sifat yang berguna, kata Wadley.
Gambar pemeriksaan sinar-X di Laboratorium Maks IV di Lund, Swedia selatan, menunjukkan arus berputar ke berbagai arah dalam kristal tipis semikonduktor telurida mangan, ketika medan magnet eksternal diterapkan. Para peneliti menciptakan pusaran magnet yang dapat digunakan untuk penyimpanan dan pemrosesan informasi.
Fisikawan mendeteksi tanda-tanda fenomena magnet baru sekitar tahun 2020 dan istilah altermagnetisme digunakan pertama kali pada tahun 2022.
“Terobosan terbaru kami menjadikan altermagnetisme menjadi kenyataan,” kata Wadley. “Kami menggunakan mikroskop untuk melihat tatanan magnetis dengan detail yang belum pernah terjadi sebelumnya. “Kita dapat mengukur dan mengontrol sifat-sifat ini dengan cara yang tidak dapat dilakukan oleh sistem magnet lain.”
Claire Donnelly, pemimpin kelompok di Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids di Dresden, yang tidak terlibat dalam penelitian ini, menyebutnya sebagai “langkah besar menuju pemahaman realitas altermagnetisme dan bagaimana kita dapat menggunakannya di masa depan.” . perangkat.”
Wadley mengatakan 200 makalah ilmiah tentang altermagnetisme diterbitkan tahun lalu. “Ini bukan sesuatu yang sementara,” katanya. “Ini adalah awal dari sesuatu yang sangat penting.”
“Kita perlu menemukan kandidat material altermagnetik dan cara skala industri untuk memprosesnya,” tambah Wadley. “Bukan tidak realistis untuk menyatakan bahwa penerapannya dalam bidang elektronik akan memakan waktu 10 tahun lagi.”
Tellurida mangan mungkin tidak cocok untuk aplikasi industri, meskipun semikonduktor altermagnetik lainnya, antimonida kromium, mungkin cocok. Fisikawan memperkirakan bahwa lebih dari 100 senyawa akan menunjukkan perilaku altermagnetik.
Para ilmuwan bergerak untuk menarik dana untuk penelitian altermagnetisme dalam skala yang lebih besar, mungkin dengan keterlibatan industri, meskipun posisi paten pada teknologi tersebut masih belum pasti, kata Wadley.
Donnelly sangat optimis tentang prospek penerapan praktis altermagnetisme. “Jika prediksi itu menjadi kenyataan, saya bayangkan ini akan memberikan dampak yang cukup besar bagi masyarakat,” ujarnya.
