Альтермагнетики: как управлять электронами с помощью квантовой геометрии?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Мир магнетизма, казалось бы, хорошо изучен: ферромагнетики, притягивающиеся к магниту, и антиферромагнетики, практически не реагирующие на его воздействие. Но наука не стоит на месте, и недавно исследователи открыли новый класс магнитных материалов — альтермагнетики. Их необычные свойства интригуют ученых и открывают захватывающие перспективы в электронике и спинтронике.

Что же такого особенного в этих материалах? Секрет кроется в уникальном поведении спина электронов. В отличие от ферро- и антиферромагнетиков, где спины электронов упорядочены определенным образом, в альтермагнетиках спин зависит от импульса электрона. Эта зависимость порождает необычный тип магнетизма, открывающий путь к созданию принципиально новых устройств.

Альтермагнетизм, вольная интерпретация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Но не только практическое применение привлекает внимание ученых. Альтермагнетики стали ключом к пониманию сложных квантовых явлений, в частности, влияния квантовой геометрии на свойства материалов. Представьте себе электрон, движущийся в кристаллической решетке. Его движение можно описать не только траекторией, но и абстрактным пространством, геометрия которого определяется квантовыми свойствами материала. Эта геометрия, описываемая такими понятиями, как кривизна Берри и квантовая метрика, непосредственно влияет на отклик материала на внешние воздействия, например, электрическое поле.

В антиферромагнетиках, обладающих PT-симметрией (комбинацией симметрий чётности и обращения времени), кривизна Берри равна нулю, и нелинейный отклик второго порядка определяется квантовой метрикой. Но альтермагнетики лишены PT-симметрии, и влияние квантовой геометрии на их свойства долго оставалось загадкой.

Недавно ученые из Университета Стоуни-Брук сделали важный шаг в понимании этой загадки. Они исследовали нелинейный отклик планарных альтермагнетиков и обнаружили удивительный эффект: ведущим нелинейным откликом в этих материалах является отклик третьего порядка, индуцированный квантовой геометрией. Это открытие имеет фундаментальное значение, поскольку демонстрирует прямую связь между абстрактными квантово-геометрическими характеристиками и макроскопическими свойствами материала.

Чередование магнитного и кристаллического рисунка в альтермагнитном теллуриде марганца (MnTe, слева) и диоксиде рутения (RuO2, справа).
Автор: By Libor Šmejkal — Provided by the author, CC BY-SA 4.0 Источник: commons.wikimedia.org

Более того, оказалось, что этот отклик необычайно силен благодаря большому спиновому расщеплению в альтермагнетиках. Слабое спин-орбитальное взаимодействие также проявляется в нелинейном отклике, что открывает новые возможности для изучения этого класса материалов.

Исследование нелинейного транспорта в альтермагнетиках — это лишь первый шаг на пути к пониманию их уникальных свойств. Дальнейшие исследования, учитывающие влияние беспорядка в кристаллической решетке, позволят еще глубже проникнуть в мир квантовой геометрии и, возможно, откроют дверь к созданию новых технологий будущего.

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Мифы о краске и правда об Омега-3: в чем реальная разница между диким и фермерским лососем

99% лосося на прилавке — «продукт технологий». Почему фермерская рыба жирнее дикой, зачем ей на самом деле астаксантин и как по белым полоскам на филе отличить аквакультуру от океанского вылова.

Обзор внешнего аккумулятора Ugreen 55W 10000 mAh PB727: Ультимативный компакт с плетёным кабелем

Внешние аккмуляторы с встроенным кабелем — штука удобная, но обычно это компромисс: либо маленький и слабый, либо нормальный по мощности, но кабель болтается как попало. Ugreen в модели...

Клавиатура для библиотеки: обзор клавиатуры Epomaker QK108

Epomaker QK108 — механическая клавиатура полного формата с тихими переключателями, подходящая на роль рабочего инструмента, где все клавиши есть и они на своём месте, но в угоду моде,...

Что получится если скрестить тепловизор и мультиметр: представлен FNIRSI TDM-120P

Идея по комбинации измерительных приборов в одном корпусе не нова, довольно практичным инструментом получается симбиоз мультиметра и осциллографа. Но с массовым распространением и удешевлением...

Обзор TWS наушников HAYLOU Flowbuds N55 с адаптивным шумоподавлением и автономностью до 40 часов

В начале 2026 года компания HAYLOU представила новые беспроводные наушники, которые могут работать до 11 часов без подзарядки от кейса, имеют поддержку Bluetooth 6.0, LDAC и Hi-Res. В основе лежат...

Б-44 «Жучок»: фонарик из советского прошлого, которому не нужны ни батарейки, ни аккумулятор, ни зарядка

Этому фонарику не нужны были батареи. При работе он издавал характерный жужжащий звук, из-за которого его прозвали «Жучок». Хотя официально он назывался «Фонарик электродинамический карманный Б44».