Z dostępnych informacji wynika, iż wykorzystali w tym celu naprężenie mechaniczne, aby zmienić zachowanie altermagnetycznego tellurku manganu. W przyszłości zgromadzone dane powinny przybliżyć badaczy do praktycznego wykorzystania altermagnetyzmu w pamięciach komputerowych i układach spintronicznych.
Czym w ogóle jest altermagnetyzm? To stosunkowo nowo poznana forma magnetyzmu. Materiały altermagnetyczne łączą niektóre właściwości ferromagnetyków i antyferromagnetyków, choć jednocześnie zachowują się w sposób, którego nie da się sprowadzić do żadnej z tych dwóch klasycznych kategorii.
Czytaj też: Fizycy rozwiązali zagadkę mionu. Teraz mają kolejny problem
W ferromagnetykach momenty magnetyczne atomów są uporządkowane w tym samymym kierunku. Niewielka deformacja zaburza symetrię materiału i sprawia, że jedna orientacja magnetyczna staje się korzystniejsza od pozostałych. W toku eksperymentównaukowcy doprowadzili do powstania pojedynczej domeny magnetycznej. Dzięki temu mogli znacznie dokładniej zbadać strukturę materiału i jego reakcję na zewnętrzne bodźce. Wyniki wskazały również na bardzo wyraźny anomalny efekt Halla.
Ten ostatni polega na pojawieniu się napięcia poprzecznego względem kierunku przepływu prądu. W klasycznej wersji jest on związany z działaniem pola magnetycznego. W anomalnym efekcie Halla źródłem obserwowanego zjawiska może być natomiast wewnętrzne uporządkowanie magnetyczne oraz właściwości kwantowe elektronów w materiale.
W przypadku MnTe naukowcy zaobserwowali coś jeszcze bardziej interesującego. W temperaturze rzędu minus 43 stopni Celsjusza, zmiana kierunku i wartości naprężenia pozwalała odwrócić znak anomalnego efektu Halla. Oznacza to, że można było zmienić kierunek poprzecznej odpowiedzi elektrycznej materiału za pomocą mechanicznej deformacji.
Za to zachowanie odpowiada prawdopodobnie zmiana tzw. krzywizny Berry’ego. Chodzi o pojęcie z mechaniki kwantowej opisujące geometrię stanów elektronowych w materiale. Można ją w uproszczeniu traktować jako rodzaj pola działającego w przestrzeni pędów elektronów. Zmiana struktury kryształu może modyfikować rozkład tej krzywizny, a w konsekwencji wpływać na kierunek przepływu ładunków.
Czytaj też: Naukowcy badają nowe źródło energii. Ich silnik przenosi prawa termodynamiki do kwantowego świata
Z obliczeń przedstawionych przez autorów artykułu dostępnego w Physical Review X wyłania się obraz, w którym zmiana naprężenia o zaledwie 1 procent może wywołać efekt porównywalny z takim, jaki uzyskuje się poprzez zmianę temperatury. To ważne, ponieważ sterowanie właściwościami materiału za pomocą temperatury jest energochłonne i trudne do wykorzystania w miniaturowych urządzeniach.
Naprężenie mechaniczne można natomiast potencjalnie wywoływać lokalnie, na przykład za pomocą elementów piezoelektrycznych lub odpowiednio zaprojektowanych warstw materiałów. W przyszłości mogłoby to umożliwić sterowanie stanem magnetycznym i elektrycznym niewielkich elementów bez konieczności ich ogrzewania lub stosowania silnych magnesów.
Źródło: Physical Review X
