Фундаментальные магнитные фазы отличаются определенным порядком магнитных моментов атомов в кристаллах. У ферромагнетиков спины указывают в одном направлении, у антиферромагнетиков — в разных. В результате одни прилипают к холодильнику, другие — нет. Хотя существуют и другие типы магнетизма — диамагнетизм, парамагнетизм — они описывают специфические реакции на внешние магнитные поля, а не спонтанное упорядочивание в материалах.

Альтермагнетики упорядочивают спины и кристаллическую симметрию особым образом. Спины в них чередуются, как в антиферромагнетиках, так что результирующей намагниченности не возникает. Но вместо полной нейтрализации симметрии создают электронную зонную структуру с сильной поляризацией спинов, как у ферромагнетиков. Направление этой поляризации у альтермагнетиков меняется при прохождении материала через разные энергетические зоны.

Два года назад физики-теоретики опубликовали статью, в которой предсказали существование альтермагнетизма, а затем открыли свыше двух сотен кандидатов в альтермагнетики, пишет Phys.org. Экспериментальное доказательство появилось в результате использования синхротрона SLS, позволившего визуализировать искомое свойство в структуре потенциального альтермагнетика.

Открытие было сделано в кристаллах теллурида марганца, хорошо известного материала, который традиционно считался антиферромагнетиком. Однако когда ученые увидели характерное явление снятия спинового вырождения в сочетании с исчезновением результирующей намагниченности, они поняли, что перед ними альтермагнетик. Это стало возможно благодаря высокой точности и чувствительности измерительного оборудования.

В итоге возникают крайне полезные свойства, которым можно найти применение, к примеру, в спинтронике, области электроники, в которой для переноса информации используется не только заряд, но и спин электрона. Спинтроника обещает совершить очередную революцию в вычислительной технике, но пока пребывает в зачаточном состоянии. Сочетание качеств ферромагнетиков и антиферромагнетиков делает альтермагнетики отличным материалом для создания спинтронных устройств.

Ученые годами ищут пути эффективного контроля спиновых волн. Исследование нидерландских физиков позволяет лучше понять взаимодействие сверхпроводников и магнитов. Оно доказывает возможность управления спиновыми волнами на чипе при помощи сверхпроводников.