科學家發現一種前所未見的新型變異異磁力
瑞士保羅-舍勒研究所瑞士光源(SLS)的研究人員發現了一種磁場的新型磁性。透過與捷克科學院(CAS)的合作,這種被稱為「變磁性」(Altermagnetism)的磁性得到了。證實。
一位 PSI 科學家與確認發現地磁的儀器
說到磁鐵,人們通常會想到容易黏在冰箱上的東西,科學上稱之為鐵磁體。但在大約一個世紀前,人類發現了另一個較差的材料家族,它們不具有這種特性,所以其稱為反鐵磁體。
材料行為的差異可歸結為這些材料中磁矩(也稱為電子自旋)的自發排列。電子自旋與鐵磁體的方向相同,因此在接近金屬表面時會產生偏差。在反鐵磁體中,電子自旋方向正好,產生的混亂被調整。這導致它們無法在冰箱上黏。
在變差中,但是電子自旋是交替的,不會產生淨宏觀偏差。,電子能帶結構的自旋極大,可以在材料的能帶中翻轉。這就是這種材料被稱為為“變磁體」的原因。
2019年,中科院物理研究所研究員 Tomas Jungwirth)發現了一種偏差材料,其電子自旋與鐵磁體或反鐵磁體的電子自旋不一致。2022年,Jungwirth與美因茨大學的研究人員一起,提出了存在一類新磁鐵的理論。
在研究過程中,研究團隊發現了200多種材料,從絕緣體到半導體,甚至超延長,都可能是改變磁體的候選材料。
為了證實這些材料中存在獨特的自旋精確性,研究人員與瑞士的SLS公司合作。他們利用自旋和角度分辨光發射光譜來觀察材料中的電子結構。
瑞士SLS的表面/界面光譜(SIS)光束線儀器
他們對碲化錳進行了測試,雙元素材料通常被整合為反鐵磁體。然而,這種材料顯示出電子帶分裂成兩種不同的狀態,很像鐵磁體。這證實了這種情況材料確實是一種改變磁鐵。
第三種偏差材料的發現有助於利用自旋電子學提供下一代偏差記憶體。在傳統電子學中,人們使用電子的辮子。然而,在自旋電子學中,電子的自旋狀態也被使用來儲存資訊。
新興的計算領域一直在使用鐵磁體來開發此類設備。然而,這些材料所顯示的宏觀偏差會令人擔憂,因為它可能會促進位元之間的串擾。由於改磁體不顯示淨偏差,但具有很大的偏差強的自旋效應,因此可以作為自旋電子學的理想候選材料。
「超電磁實際上並不是什麼非常複雜的東西。它是一個完全基本的東西,幾十年來就出現在我們眼前,而我們卻沒有註意到它,」榮格沃思在新聞稿中說。”它存在於人們抽屜裡的許多晶體中。從這個意義上說,現在我們將它公之於眾,世界各地的許多人將能夠研究它,從而產生廣泛的。
研究成果發表在今天的《自然》雜誌。