Cihazda maqnetizmi idarə etmək asan deyil; qeyri-adi böyük maqnit sahələri və ya çoxlu elektrik enerjisi tələb olunur ki, bunlar həcmli, yavaş, bahalı və/və ya tullantı enerjidir. Lakin bu, altermaqnitlərin son kəşfi sayəsində tezliklə dəyişəcək. İndi elm adamları cihazlarda maqnitliyi idarə etmək üçün effektiv açarlar üçün ideyalar irəli sürürlər.

Maqnetizm ənənəvi olaraq iki növdə olur: ferromaqnetizm və antiferromaqnetizm, materialdakı maqnit momentlərinin uyğunlaşmasına (yaxud olmamasına) əsaslanır . Keçən ilin əvvəlində fiziklər maqnetizmin üçüncü çeşidi üçün eksperimental sübutlar elan etdilər : altermaqnetizm, spinlərin və kristal simmetriyalarının fərqli birləşməsi. Tədqiqatçılar indi altermaqnitləri necə tənzimləməyi öyrənirlər, elmi praktik tətbiqlərə yaxınlaşdırırlar.

Atomların maqnit anlarının kristalda paralel düzüldüyü soyuducu maqniti və ya kompas iynəsi kimi ferromaqnetizmlə (FM) hamımız tanışıq. Təxminən yüz il əvvəl antiferromaqnetizm (AFM) adlanan ikinci sinif əlavə edildi , burada kristaldakı maqnit momentləri müxtəlif alt qəfəslərdə müntəzəm olaraq alternativ istiqamətlərdə düzülür, buna görə də kristalın xalis maqnitləşməsi yoxdur, lakin adətən aşağı temperaturda olur.

Altermaqnitlər (AM) ikisinin bir növ qarışığıdır: kristal material maqnit momentlərinin alternativ olduğu yerdə sıralanır və nəticədə xalis maqnitləşmə olmur. Ancaq fırlanmalar antiferromaqnetizmdə olduğu kimi sadəcə olaraq ləğv edilmir. Bunun əvəzinə, kristalın simmetriyası materialın enerji zolaqları vasitəsilə daha dərin olan zondlar istiqamətinə çevrilən güclü fırlanmalara malik elektron lent quruluşu yaradır.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1743502199&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-03-simple-magnetic-altermagnets.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM0LjAuNjk5OC44OSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNC4wLjY5OTguODkiXSxbIk5vdDpBLUJyYW5kIiwiMjQuMC4wLjAiXSxbIkdvb2dsZSBDaHJvbWUiLCIxMzQuMC42OTk4Ljg5Il1dLDBd&dt=1743502199024&bpp=1&bdt=50&idt=161&shv=r20250327&mjsv=m202503260101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1743501995%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1743501995%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1743501995%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=6028519001201&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=1806&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95351337%2C95355972%2C95355974%2C95353386%2C95356500%2C95356506%2C31091324%2C31090357%2C95356787%2C95356928&oid=2&pvsid=4326866985741983&tmod=2104272055&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=165

Altermaqnitlər ferromaqnitlərə bənzər bəzi xüsusiyyətlərə malikdir, lakin yeni xüsusiyyətlərə malikdir, xalis maqnitsizliyə malik deyil, lakin güclü spindən asılı təsirlərə malikdir. Bu, altermaqnitləri spintronika tətbiqləri üçün potensial olaraq olduqca faydalı edir – elektron spininin elektron yükünün elektronikada məlumatı necə daşıdığına bənzər məlumat daşımaq üçün istifadə edildiyi cihazlar.

Alternativ maqnitlər kəşf edildiyi gündən böyük maraq doğurmuşdur və yeni nəzəri irəliləyişlər onlar üçün keçidin necə yaradılacağını göstərmişdir ki, bu da spintronikada tətbiqlərə doğru mühüm addımdır. Çinin Ningbo şəhərindəki Şərq Texnologiya İnstitutundan Tong Zhounun rəhbərlik etdiyi tədqiqat Physical Review Letters jurnalında dərc olunub .

“Biz maqnitizmi kranındakı qolu çevirmək qədər asanlıqla idarə etməyə imkan verən material yaratdıq” dedi Zhou. “Təsəvvür edin ki, iki düymə var: onlar bir-birinə qarşı qoyulduqda xüsusi bir maqnit cərəyanı əldə edirsiniz; onlar eyni şəkildə çevrildikdə sönür. Bu qədər sadədir.”

Alternativ maqnitlər spin-up və spin-down zolaqları arasında bölünən elektron lent səviyyələrini göstərir. Bu parçalanma elektrik cərəyanını qütbləşdirmək üçün istifadə edilə bilər, çünki bir spin vəziyyəti digərinə nisbətən materialdan daha asan axacaq. Bu, cari spintronika cihazlarından daha yüksək səmərəliliklə işləyən daha sürətli spintronika tətbiqlərinin mümkünlüyünü nəzərdə tutur.

Hələ də lazım olan, bir altermaqnitin spin xüsusiyyətlərini dəyişdirmək üçün bir yoldur.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Tədqiqatçılar indi bu keçid üçün elektrik sahələrindən istifadə etməyi müdafiə edirlər. Bunun üçün elektrik sahələrinin bir üstünlüyü var, çünki onlar maqnit cihazlarına nəzarət etmək üçün maqnit sahələrindən daha münasibdirlər – manipulyasiya etmək və həyata keçirmək daha asandır. Onlar həmçinin daha sürətli, potensial olaraq sub-nanosaniyə diapazonunda olacaqlar və daha az enerji istifadə edəcəklər.

Zhou qrupu tərəfindən dərc edilən təklifi “antiferroelektrik altermaqnit” (AFEAM) adlandırmaq olar. Antiferromaqnit kimi, antiferroelektrik (AFE) material elektrik dipolları əks istiqamətdə düzülmüş atom quruluşlarından ibarətdir.

Qrup, elektrik dipollarının maqnit spinlərə birləşdirildiyi bir materialı fərz etdi ki, spin-up alt qəfəslərin populyasiyası fırlanma simmetriyası vasitəsilə aşağı salınan alt qəfəslərlə əlaqələndirilir. Belə bir material həm antiferroelektrik, həm də alternativ maqnit xüsusiyyətlərə malik olacaqdır.

Kiçik tətbiq olunan elektrik sahəsi elektrik dipollarının eyni istiqamətdə düzülməsinə səbəb olur və materialı ferroelektrik (FE) kristalına çevirir. Ferroelektrik vəziyyətdə (yenə də dipollar düzülmüşdür) o, artıq altermaqnit olmayacaq, əksinə antiferromaqnit olacaq (maqnit momentləri uyğunlaşdırılmamış). O zaman elektron cərəyanı qütbləşdirməzdi. Elektrik sahəsi fırlanma polarizasiyasını açır və ya söndürür.

“Maqnitizmə nəzarət o deməkdir ki, yaddaş yaddaşı və kompüterlər kimi gələcək qadcetlər daha sürətli ola, daha az enerji sərf edə və batareyanın gücü ilə daha uzun müddət işləyə bilər” dedi Zhou.

Başqa bir qrup və tək bir tədqiqatçı da maqnit keçidi üçün elektrik sahələrindən istifadə edən texnologiyalar təklif etdilər.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=809300024&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1743502199&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-03-simple-magnetic-altermagnets.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM0LjAuNjk5OC44OSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNC4wLjY5OTguODkiXSxbIk5vdDpBLUJyYW5kIiwiMjQuMC4wLjAiXSxbIkdvb2dsZSBDaHJvbWUiLCIxMzQuMC42OTk4Ljg5Il1dLDBd&dt=1743502199025&bpp=1&bdt=51&idt=200&shv=r20250327&mjsv=m202503260101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1743501995%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1743501995%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1743501995%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0%2C750x188&nras=1&correlator=6028519001201&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=3768&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95351337%2C95355972%2C95355974%2C95353386%2C95356500%2C95356506%2C31091324%2C31090357%2C95356787%2C95356928&oid=2&pvsid=4326866985741983&tmod=2104272055&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=2&fsb=1&dtd=204

Çinin Shenzhen şəhərindəki Cənub Elm və Texnologiya Universitetindən Qihang Liu və Almaniyadakı Maks Plank Mürəkkəb Sistemlər Fizikası İnstitutundan tədqiqatçı Libor Şmejkalın rəhbərlik etdiyi qrup, həmçinin tətbiq olunan elektrik sahəsinin kristalın deformasiya rejimləri ilə qarşılıqlı əlaqədə olduğu ferroelektrik dəyişdirilə bilən altmaqnit təklif edir.

Liu və həmkarları üçün deformasiya Jahn-Teller təhrifidir , spesifik bağların alternativ daralması və uzanmasıdır. Šmejkalın təklifinə görə, deformasiya, elektriklə aktivləşdirildikdə, sistemin ferroelektrik qütbləşməsini tərsinə çevirən material daxilində alt qəfəs vahidlərinin fırlanmasından irəli gəlir, bu, altermaqnitoelektrik effekt adlanan bir fenomendir.

“İki böyük ideyanı – antiferroelektrik və altermaqnetizmi – bir materialda bir araya gətirmək və onların harmoniya içində işləməsini təmin etmək nadirdir. Bu kəşfi bu qədər xüsusi edən də budur” dedi Zhou.

“Düzünü desəm, materialların içərisində gizli bir açarı aşkar etdik kimi hiss olunur – bu, bizə maqnit strukturuna toxunmadan fırlanma davranışını dəyişdirməyə imkan verir. Bu, oyunu dəyişdirir.”

Daha çox məlumat: Xunkai Duan və digərləri, Antiferroelektrik Altermaqnitlər: Antiferroelektrik Maqnitləri Dəyişdirir, Fiziki Baxış Məktubları (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.106801 . arXiv- də : DOI: 10.48550/arxiv.2410.06071

Jurnal məlumatı: Fiziki İcmal məktubları , arXiv  

© 2025 Science X Network