Úvod
Věda
Planeta země
Historie
Zajímavosti
Lifestyle
Záhady a napětí
Tým fyziků ověřil existenci jevu, který pomůže při výrobě čipů

Vezmete altermagnet, dáte ho pod rentgen, měníte polarizační filtr a pozorujete, jak materiál pohlcuje světlo.

Zní to skoro jako pokus z běžné hodiny fyziky, jde však o průlomový experiment, jehož výsledkem je pozoruhodný objev fyziků z Masarykovy univerzity, Akademie věd ČR (AV ČR), Metropolitní univerzity v Ósace a University of Nottingham.

Před půl rokem mezinárodní tým vědců zbořil v článku publikovaném v časopise Nature tradiční představu o dělení magnetismu na dvě větve – několik tisíciletí známou feromagnetickou a přibližně před 100 lety objevenou antiferomagnetickou.

Výzkumníkům se nyní podařilo experimentálně prokázat třetí  větev – altermagnetickou – teoreticky předpovězenou vědci z Prahy a Mohuče před několika lety.

Pojmosloví

Pod pojmem magnet si obvykle představíme feromagnet, který má silné magnetické pole, díky němuž udrží nákupní seznam na lednici nebo umožní funkci elektromotoru v elektrickém automobilu.

Magnetické pole feromagnetu vzniká, když je magnetické pole milionů jeho atomů sladěno ve stejném směru.

Toto magnetické pole lze také využít k modulaci elektrického proudu v součástkách IT. Feromagnetické pole zároveň ale představuje vážné omezení prostorové a časové škálovatelnosti součástek.

Významná pozornost výzkumu posledních let se tak upnula k druhé, antiferomagnetické větvi.

Antiferomagnety jsou méně známé, ale v přírodě mnohem běžnější materiály, ve kterých se směry atomových magnetických polí na sousedních atomech střídají podobně jako bílá a černá barva na šachovnici.

Antiferomagnety tedy jako celek nevytvářejí nežádoucí magnetická pole, ale bohužel jsou natolik antimagnetické, že zatím nenašly uplatnění v IT.

Altermagnety kombinují „neslučitelné“ přednosti

A poslední altermagnety si můžeme představit jako magnetické uspořádání, kde se střídají nejen směry magnetických polí na sousedních atomech, ale také se střídá prostorová orientace atomů v krystalu.

Nicméně vnitřní magnetická pole modulují elektrický proud obdobně jako u feromagnetů. Tato kombinace vlastností je potenciálně velmi atraktivní právě pro aplikace v budoucí ultraškálovatelné nanoelektronice.

„Nedávno předpovězené altermagnety kombinují přednosti feromagnetů a antiferomagnetů, které byly považovány za principiálně neslučitelné, a navíc mají také další jedinečné přednosti, jež se v ostatních větvích nevyskytují,” řekl Tomáš Jungwirth z Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR.

Vědci navíc identifikovali více než 200 materiálových kandidátů na altermagnetismus s vlastnostmi pokrývajícími izolanty, polovodiče, kovy, a dokonce supravodiče.

Výzkumné skupiny mnohé z těchto materiálů v minulosti zkoumaly, ale jejich altermagnetická povaha jim zůstala ukryta.

V altermagnetech na sousedních magnetických atomech alternují nejen směry spinové polarizace (znázorněné fialovou a modrou barvou), ale také samotné tvary atomu (znázorněné nakloněním čínkovitě tvarovaných elektronových hustot do dvou různých směrů). Modrý paprsek znázorňuje fotoemisni experiment na synchrotronu, který byl použití k prokázání altermagnetismu. | foto: Libor Šmejkal, Anna Birk Hellenes
V altermagnetech na sousedních magnetických atomech alternují nejen směry spinové polarizace (znázorněné fialovou a modrou barvou), ale také samotné tvary atomu (znázorněné nakloněním čínkovitě tvarovaných elektronových hustot do dvou různých směrů). Modrý paprsek znázorňuje fotoemisni experiment na synchrotronu, který byl použití k prokázání altermagnetismu. | foto: Libor Šmejkal, Anna Birk Hellenes

Z Prahy do Brna

To, co popsali pražští vědci z Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR, nyní ověřili jejich kolegové z Masarykovy univerzity, Akademie věd ČR (AV ČR), Metropolitní univerzity v Ósace a University of Nottingham.

Popsaný jev, který se nazývá magnetický cirkulární dichroismus, spočívá v tom, že pohlcování světla se liší podle polarizace použitého světla. Běžně se tento jev používá ke studiu obvyklého magnetismu (feromagnetů).

Jedinečnost nového objevu spočívá v tom, že nyní byl dichroismus poprvé pozorován u materiálu, jenž je navenek nemagnetický a jehož všechny magnetické momenty jsou rovnoběžné, konkrétně u altermagnetu tvořeného tenkou vrstvou teluridu manganu (MnTe).

O svém výzkumu a pozorování informoval mezinárodní tým vědců v časopise Physical Review Letters.

„Zatímco u feromagnetu směřují magnetické momenty jednotlivých atomů stejným směrem, u altermagnetu se jejich orientace střídá, takže se navenek materiál jeví jako nemagnetický,“ vysvětluje základní rozdíl Jan Kuneš z Ústavy fyziky kondenzovaných látek Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity.

Netušené možnosti

Altermagnety jsou materiály, které podle vědců představují nadějnou platformou např. pro novu generaci paměťových zařízení a jejich průmyslovou výrobu, nejsou citlivé na rušivá magnetická pole, samy žádné rušivé pole nebudí.

„Mohly by mít velmi praktické využití např. při výrobě čipů, které by byly odolnější proti magnetickému poli a možnému znehodnocení,“ zamýšlí se profesor Kuneš.

Tzv. spintronické nanosoučástky založené na altermagnetech by pak mohly přinést prvky s výrazně vyšší rychlostí procesů.

Že se u spintroniky nejedná o pouhé teorie, naznačuje již její využití např. u čtecích (snímacích) hlav některých elektronických zařízení nebo v pamětech typu MRAM.

Cirkulární dichroismus je rozdílná absorpce levotočivě a pravotočivě polarizovaného záření. Znázorněna je struktura MnTe s vyznačenými magnetickými momenty. Autorem ilustrace: FZÚ AV ČR.
Cirkulární dichroismus je rozdílná absorpce levotočivě a pravotočivě polarizovaného záření. Znázorněna je struktura MnTe s vyznačenými magnetickými momenty. Autorem ilustrace: FZÚ AV ČR.

Otisk prstu magnetického uspořádání

Experimentální pozorování dichroismu navázalo na teoretickou předpověď a kvantově mechanický výpočet závislosti na vlnové délce použitého rentgenového záření, který provedl Atsushi Hariki z Metropolitní univerzity v Ósace.

„Spektrální závislost tohoto jevu lze považovat za jakýsi otisk prstu magnetického uspořádání,“ hodnotí své vysoce přesné modely japonský teoretik.

Aby mohli vědci experimentálně potvrdit své výpočty a teorie, připravili na Nottinghamské univerzitě tenké vrstvy MnTe a v ultravysokém vakuu je převezli téměř 200 kilometrů do britské národní laboratoře synchrotronového rentgenového zařízení Diamond Light Source poblíž Oxfordu.

Světová premiéra

Zařízení synchrotron si můžeme představit jako kruh s obvodem stovek metrů, ve kterém lze urychlovat elektrony na rychlost blízkou rychlosti světla. Tehdy vzniká intenzivní záření, např. rentgenové.

Tomuto záření vystavili fyzici vrstvu teluridu manganu a postupně měnili vlnovou délku záření. Následně měřili rozdíly v absorpci pravotočivě a levotočivě polarizovaného světla.

„Když se signál ve spektrech vynořil z šumu pozadí, pozoruhodně dobře souhlasil s teoretickou předpovědí,“ popisuje výsledek experimentu britský fyzik Kevin Edmonds z Nottinghamské univerzity.

„Experimenty provedené v synchrotronu nejenže potvrdily teoretickou předpověď, ale navíc představují světově první pozorování tohoto jevu,“ objasňuje význam objevu spoluautor teoretické části výzkumu, fyzik Jan Kuneš z Masarykovy univerzity.

reklama
Související články
Země se rozechvěje. Ne z otřesů, ale z bilionů drobných nožek, které si prorazí cestu na povrch. Po sedmnácti letech ticha se do východní části Spojených států vrátí jedna z největších generací periodických cikád – Brood XIV. Tento přírodní fenomén přinese nezapomenutelný orchestr života, který nadchne vědce, fotografy i milovníky přírody.   Cikády Brood XIV […]
Každý den každý z nás vdechuje kyslík, který z velké části pochází z moří a oceánů. Ano, hlavním producentem tohoto plynu není deštný prales, ale drobné mikroskopické řasy a fytoplankton. A ten je teď v extrémním nebezpečí…    Nová vědecká studie přichází s alarmujícím zjištěním: mikroplasty narušují schopnost těchto organismů fotosyntetizovat, což může mít dalekosáhlé […]
Když v 19. století v pouštích středního Egypta objevili archeologové ruiny El-Amarny, nejprve se domnívali, že jde o obyčejné město. Postupem času ale jejich údiv rostl. Na starých nápisech se objevoval název města Achetaton a jméno faraona, který odtud vládl a které do té doby nikdo neznal…   To jméno bylo Achnaton (?–asi 1336 př. n. l.) […]
Sršni asijští se stali nechtěnou součástí evropské krajiny a snižují počty užitečných opylovačů. Tento invazní druh pochází z jihovýchodní Asie, ale od prvního výskytu ve Francii v roce 2004 se přes veškerou snahu o vymýcení postupně šíří dál. Zatím mu v tom podle odborníků nebrání ani žádný přirozený nepřítel.   V polovině dubna začínají ze […]
reklama
reklama
Historie
Cvrnkalo se do důlku už ve starověkém Egyptě?
Kuličky patří k oblíbené zábavě po celém světě. Jsou známé nejen z Egypta, ale také z aztéckých nalezišť a vyskytují se v pohřebištích původních obyvatel Severní Ameriky   Již na začátku 20. století archeologové v lokalitě u pákistánského Mohendžodara nalezli kamenné kuličky z doby kolem roku 2500 př. n. l. O kuličkách píše i básník Publius Ovidius Naso (43 př. n. […]
Jak vládla královna Hollywoodu?
Její nevinný výraz a plachý pohled ji skvěle pasují do rolí mladičkých dívenek. Mary Pickfordová v nich poblázní doslova celý svět.   Je jí sedm let, a už je polovičním sirotkem. Aby matka měla na obživu pro sebe a své tři děti, bere na byt nájemníky. Jeden z nich je divadelní manažer, který shání herce […]
Bitva u Fontenoy: Musel vévoda sníst své boty?
„Buď dojdu do Paříže, nebo sním své boty!“ prohlásí sebevědomě mladičký vévoda z Cumberlandu. Věří, že porazit Francouze nebude tak těžké. Pravda, armáda Ludvíka XV. čelí na frontě v Rakouském Nizozemí velké spojenecké přesile. V jejím čele však stojí skutečný mistr svého řemesla.   V Evropě se roku 1744 opět rozhořely války o rakouské dědictví. […]
Barokní perla Sicílie: Pomohlo Notu zemětřesení?
Tisíce lidí v hrůze prchají, když se jim v patách hroutí celé jejich mocné a pyšné město. Sotva zemětřesení skončí, všichni se ale vrátí, aby postavili sídlo ještě velkolepější, které bude obdivovat celý svět.   Starobylé město Noto na jihovýchodě Sicílie, sídlo původních obyvatel ostrova Sicelů, vzkvétá už na přelomu letopočtu. Postupem času se stává rodištěm mnoha […]
Zajímavosti
Klaun očkatý: Nejlepší kamarád mořské sasanky umí měnit pohlaví!
Málokterý živočich se natolik zapíše do lidských hlav jako právě oranžová ryba. Děti i dospělí ho znají především skrze animované dobrodružství o Nemovi. Podle jména to jsou sice šprýmaři, moc legrace ale s nimi není.   Klauna očkatého dorůstajícího až 11 centimetrů jako první přesně popíše francouzský vědec Georges Cuvier (1769–1832). Nemůže z ní spustit oči, a […]
Pouštní draci: Kamenné monumenty plné otazníků
Téměř 100 let si archeologové lámou hlavu nad pouštními draky, aby se nakonec ukázalo, že i když nemají zuby ani drápy, jsou smrtící hrozbou, která pravěkým lidem pomohla vyhubit celé zvířecí druhy.   Když ve 20. letech 20. století přelétají piloti britské RAF nad arabskými pouštěmi, spatří obří kamenné stavby. Některé jsou dlouhé sotva 100 […]
Delikvent a ochrnutý aristokrat: Setkání jim změní život!
Jeden řídí prosperující firmu, má rodinu, druhý žije z podpory a potlouká se životem bez cíle. Jeden sedí v invalidním vozíku, protože je ochrnutý, druhý seděl v base, protože krade jako straka. Nečekané setkání jim oběma změní život.   Philippe Pozzo di Borgo (1951–2023) pochází z francouzské aristokratické rodiny, řídí vinařský dům Champagne Pommery a […]
Vřes: Okrasa, ze které se vaří pivo
Nenápadná, ale houževnatá rostlina je zajímavá z mnoha různých důvodů. Své by vám o tom řekli hlavně ve Skotsku, kde je odnepaměti ikonickou rostlinou.   Tento nízko rostoucí trvalý keř se přirozeně vyskytuje v Asii, Severní Americe, v Grónsku a také v Evropě. Zde je dominantní rostlinou na mnoha planinách severu a západu kontinentu, které […]
Záhady a napětí
Indické město Ellora: Vzniklo s pomocí neznámé technologie?
V Indii leží kamenný zázrak, jeden z největších a nejzáhadnějších chrámových komplexů světa, jehož vznik je dodnes zahalen tajemstvím. Máme před sebou důkaz neobyčejné technologie, nebo jen mistrovskou ukázku lidské dovednosti? Jak staré jsou chrámy v Elloře – a kdo je vlastně vytvořil?   Představte si, že stojíte před horou, ve které vznikl precizně vyhloubený […]
Neznámé záhady Stonehenge: Jak je ve skutečnosti velké?
Stonehenge patří k nejznámějším a nejvíce fascinujícím megalitickým stavbám světa. Přestože je tento kamenný kruh už celá desetiletí předmětem intenzivního zkoumání, nové objevy ukazují, že jeho záhady ještě nejsou ani zdaleka vyčerpány. Je tento ve skutečnosti rozsáhlý komplex megalitickým pohřebištěm?   Nová odhalení na světoznámé lokalitě Stonehenge přinášejí zejména moderní technologie, jako je třeba radarové […]
HELP! Kdo vytvořil záhadné volání o pomoc objevené na satelitních snímcích?
Uživatelé služby Google Earth nedávno upozornili na mrazivé nápisy „HELP“ vyskládané z kusů dřeva a trubek na opuštěném pozemku v Los Angeles. Jsou jich tu celé desítky, což vzbuzuje obavy, že se tu kdosi ocitl v nebezpečí. Různé teorie dokonce spekulují, že nápisy mají co do činění s obchodováním s lidmi!   Od ledna letošního […]
Isle of Wight: ostrov, kam se jezdí lidé bát
Tento kus země o rozloze 380 km², byl v minulosti dobýván i adorován pro své umístění u jižních břehů Velké Británie…Ačkoli se sem turisté většinou vypravují za účelem letní dovolené, jsou tu i tací, které sem táhne nechvalně proslulá pověst ostrova. Někteří záhadologové tvrdí, že jsou zde uvězněny stovky mrtvých duší.  Stojí za nadměrným výskytem […]
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
Babiččin koláč
tisicereceptu.cz
Babiččin koláč
Suroviny 175 g hladké mouky 1 lžíce krupicového cukru 120 g rostlinného tuku s máslovou příchutí 3 lžíce studené vody Švestky jsou u nás tradičním ovocem. Na náplň 10 větších šves
Už Nagyovou nebaví život ve zlaté kleci?
nasehvezdy.cz
Už Nagyovou nebaví život ve zlaté kleci?
Žije v bohatství, ale musí poslouchat. To má být život Jany Nagyové (66), která se po letech vrátila na obrazovky. Roky byla seriálová princezna Arabela doma se třemi dětmi, pečovala o domácnost a
Vyzkoušeli jsme: Tablety, nebo gel?
panidomu.cz
Vyzkoušeli jsme: Tablety, nebo gel?
Kdo nemá myčku, nepotřebuje ji. Kdo si ji jednou pořídí, už si život bez ní nedokáže představit. Patříte ke druhé skupině? Pak možná řešíte další dilema, jaký přípravek na mytí nádobí použít. Nabídka na trhu je bohatá, ale v zásadě nejčastěji volíme mezi práškem, tabletami a gelem. Pomiňme prášek, mnoho spotřebitelů ho odmítá s tím, že se
Sloni, surikaty a psi: Nečekané spánkové rituály suchozemských zvířat
epochaplus.cz
Sloni, surikaty a psi: Nečekané spánkové rituály suchozemských zvířat
Spí sloni jen dvě hodiny denně, a to většinou vestoje? Drží se mořské vydry za tlapky, aby se ve spánku neztratily? A víte, že kočky prospí skoro dvě třetiny dne, aby se připravily na lov? I když se nám to možná zdá zvláštní, spánek suchozemských zvířat je plný fascinujících rituálů a adaptací, které jsou výsledkem
Zoo v kelímku
nejsemsama.cz
Zoo v kelímku
S touhle dobrotou se malí i velcí dostanou do nebe. Ingredience: ● 250 g kvalitní hořké čokolády (ideálně 75%) ● 250 g másla ● 100 g hrubě nasekaných ořechů (vlašské, pekanové, lískové…) ● 100 g holandského kakaa ● 80 g polohrubé mouky ● 350 g pískového cukru ● 4 vejce ● 1 lžička prášku do pečiva ● barevný marcipán na vytvarování zvířecích obličejů, zmrzlina, šlehačka Postup: Máslo s čokoládou rozehřejte ve vodní lázni a přidejte nasekané ořechy. Mezitím
Objevte Prahu z nové perspektivy na Večeři v oblacích
iluxus.cz
Objevte Prahu z nové perspektivy na Večeři v oblacích
Zpříjemněte si začátek září nevšedním gastronomickým zážitkem. Celosvětově oblíbená Večeře v oblacích zakotví v Praze od 4. do 14. září v parku Mrázovka. Kreativní menu inspirované babím létem připrav
Pohádkové panství Heidi Klum
rezidenceonline.cz
Pohádkové panství Heidi Klum
Romantickou vilu v toskánském stylu si světoznámá modelka německého původu s rodinou pořídila v době, kdy tvořila manželský pár se zpěvákem Sealem. Žili v ní se čtyřmi dětmi. Elegantní rezidence s výhledem na Pacifik je součástí rozlehlého pozemku, ležícího v oblasti Brentwood Country Estates, vyhledávané celebritami a slavnými osobnostmi. Patří mezi ně například herci Jennifer
Milovaný i nenáviděný Josef II.: V čem vězela jeho komplikovaná povaha?
historyplus.cz
Milovaný i nenáviděný Josef II.: V čem vězela jeho komplikovaná povaha?
Už potřetí matce nabídl, že na spoluvládu abdikuje, jenže ona to i tentokrát odmítla. Ctižádostivý Josef sám odstoupit nedokáže, a tak se s Marií Terezií po tisící prvé navzájem pošlou ke všem čertům. O směřování habsburské monarchie se spolu nakonec budou hádat neuvěřitelných 15 let!   Manželovi zatím porodila „jen“ tři dcery. „Prosím, ať je
Podzemní říše divů: Kde obří jeskyně ukrývají vlastní světy
enigmaplus.cz
Podzemní říše divů: Kde obří jeskyně ukrývají vlastní světy
Jeskyně – slovo, které v nás evokuje tajemství, chlad a tmu. Ale pod povrchem naší planety se skrývá mnohem víc než jen kamenné chodby. Existují podzemní giganti, kteří ukrývají vlastní ekosystémy, ře
Housata se mi za moji péči nakonec odvděčila
skutecnepribehy.cz
Housata se mi za moji péči nakonec odvděčila
Byla jsem malá holčička, chodila s proutkem po zelené louce a žlutá housátka za mnou pochodovala jako za svou mámou husou. Naše rodina nebyla zámožná, když se mí rodiče vzali, museli několik let bydlet u babičky a dědečka. Byt v paneláku dostali až poté, co se narodil můj mladší bratr. To mi bylo pět. Do školky jsem nechodila, protože ta
Kostel Nanebevzetí Panny Marie: Barokní cíl poutníků
epochanacestach.cz
Kostel Nanebevzetí Panny Marie: Barokní cíl poutníků
Po staletí se lidé v určený čas vydávají na cesty, aby vyjádřili svou víru, modlili se či prosili Boha o odpuštění. Čekají na ně posvátná poutní místa, na nichž stojí slavné kaple, kláštery nebo kostely. Tak jako na Chlumu Svaté Maří na Sokolovsku. Bylo nebylo, kdysi dávno putoval krajem řeznický tovaryš. Únava ho zmohla tak, že
Všechno se vypařuje: Když i neutronové hvězdy mizí v čase
21stoleti.cz
Všechno se vypařuje: Když i neutronové hvězdy mizí v čase
Nová studie naznačuje, že nejen černé díry, ale i další husté objekty ve vesmíru, jako jsou neutronové hvězdy a bílí trpaslíci, mohou postupně mizet prostřednictvím záření podobného Hawkingovu. [ca
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz