Kiedy myślimy o magnetykach, zazwyczaj myślimy o ferromagnetykach, czyli o materiałach, które posiadają własne pole magnetyczne. Mniej znane są antyferromagnetyki, które na zewnątrz nie mają własnego pola magnetycznego, choć wciąż należą do grupy magnetyków.
Zaledwie kilka lat temu w badaniach czysto teoretycznych naukowcy opisali hipotetyczną grupę materiałów, które mimo swoich właściwości magnetycznych nie należałyby ani do grupy ferromagnetyków, ani antyferromagnetyków. To jednak był dopiero początek. Gdy naukowcy zaczęli poszukiwać takich materiałów, okazało się, że istnieją one w rzeczywistości i jest ich naprawdę sporo.
Powstaje jednak pytanie o to, czym jest altermagnetyk?
W przypadku ferromagnetyków spiny atomów ustawiają się w jednym kierunku, przez co ich pola magnetyczne łączą się w pole magnetyczne całego materiału. Spiny antyferromagnetyków też są uporządkowane (przez co są uważane za materiały magnetyczne), ale w ich przypadku spiny są przeciwne, przez co ich pola magnetyczne wzajemnie się znoszą.
Altermagnetyki to jednak bardziej skomplikowana sprawa. W przypadku tych materiałów, spiny atomów skierowane są względem siebie naprzemiennie — jak w antyferromagnetykach — ale oprócz tego obrócone są o 90 stopni względem siebie. Takiego rodzaju symetrii nie ma w innych materiałach magnetycznych.
Czytaj także: Wysłali wiadomość z wykorzystaniem magnetyzmu. To pierwszy taki wyczyn w historii!
Znalezienie takich materiałów w rzeczywistości wcale nie jest jednak takie łatwe. Aby sprawdzić, czy dany materiał jest altermagnetykiem, badacze muszą stworzyć swoistą mapę zachowania elektronów w takim materiale. Mało tego, badania wykazały, że w niektórych orientacjach altermagnetyk zachowuje się jak ferromagnetyk, a w innych jak antyferromagnetyk. Wynika to głównie z orientacji spinów poszczególnych atomów.
Wykorzystując w swoich badaniach metody spektroskopii fotoemisyjnej, naukowcy zbadali pod tym kątem tellurek manganu, związek badany szczegółowo już od ponad pół wieku. Dotychczas przyjmowano, że jest to antyferromagnes. Teraz w serii testów okazało się, że w rzeczywistości jest to altermagnetyk. Kolejne zespoły badaczy odkrywają obecnie, że więcej związków w rzeczywistości jest altermagnetykami.
Naukowcy zwracają uwagę na fakt, że nowo odkryte materiały mogą bardzo szybko znaleźć zastosowanie w przemyśle. Ich właściwości magnetyczne sprawiają, że mogą stać się one bardzo szybko wprost idealnym materiałem do rozwoju dysków twardych, eliminując ograniczenia wykorzystywanych dotychczas ferromagnetyków. Co więcej, dzięki temu, że część z altermagnetyków jest półprzewodnikami, mogą one być wykorzystane do produkcji całych układów komputerowych zawierających jednocześnie procesor i pamięć operacyjną. Nie ma co jeszcze dzielić skóry na niedźwiedziu, ale wszystko wskazuje, że altermagnetyki w wielu zastosowaniach mają najlepsze cechy ferromagnetyków i antyferromagnetyków.
