Физики впервые наблюдают новую форму магнетизма

Ученые представили миру новую форму магнетизма, которая в будущем может стать основой для создания более быстрых, компактных и энергоэффективных запоминающих устройств на основе спинтроники.

В ходе своего нового исследования специалисты Массачусетского технологического института впервые обнаружили так называемый «p-волновой магнетизм» в кристаллическом материале — йодиде никеля (NiI₂), синтезированном учеными в лабораторных условиях. Этот тип магнетизма представляет собой гибрид двух известных ранее форм — ферро- и антиферромагнетизма. В ферромагнетиках, к которым относятся обычные магниты, электроны имеют одинаковую ориентацию спина, создавая тем самым макроскопическое магнитное поле. В антиферромагнетиках спины соседних атомов направлены противоположно и компенсируют друг друга, в результате чего внешне магнитные свойства у таких материалов отсутствуют.

Новая структура в NiI₂ представляет собой нечто иное: хотя электронные спины также направлены в разные стороны и в сумме дают нулевое макромагнитное поле, сами спины образуют левосторонние и правосторонние спирали. Эта особенность дает ученым уникальную возможность переключения спинового состояния при помощи внешнего электрического поля. Как показали опыты, направление спирали можно изменить, просто подав на материал напряжение определенной полярности, — и левосторонняя конфигурация превращается в правостороннюю, и наоборот.