Das seltene Magnetismus von Rost könnte ultraschnelle Quantengeräte antreiben

Was die Studie zeigt

Obwohl Neutronen keine elektrische Ladung tragen, besitzen sie ein magnetisches Moment und eignen sich daher einzigartig für die Untersuchung des Magnetismus. So analysierten die Forscher Spinwellen (kollektive Anregungen, die durch die magnetische Struktur eines Materials wandern).

Die Ergebnisse zeigten eine deutliche Aufspaltung der Energie dieser Spinwellen, ein subtiles, aber eindeutiges Zeichen für Altermagnetismus. Das Phänomen, das als Magnon-Aufspaltung bezeichnet wird, kann nicht mit anderen experimentellen Techniken erfasst werden.

„Inelastische Neutronenstreuung ist die einzige Methode, die in der Lage ist, diese feinen Spektralmerkmale aufzulösen“, sagte Sun.

Technik und Auswirkungen

„Sie bietet gleichzeitig Impuls- und Energieresolution, was es uns ermöglichte, die subtile Magnonspaltung nachzuweisen, die Altermagnetismus definiert.“ Die Forschung kombinierte Experimente mit Modellierungen mithilfe der Software Sunny des ORNL sowie Hochleistungsrechnen. Die Software wurde entwickelt, um Quantenmagnetismus zu untersuchen.

„Die Bestätigung des Altermagnetismus in Hämatit – einem Material, das so häufig ist wie Rost – zeigt, dass eine potenzielle Komponente für die nächste Revolution in der Hochgeschwindigkeits-, stromarmen Quantenelektronik bereits um uns herum sein könnte“, schloss Sun in einer Pressemitteilung.

Den Forschern zufolge könnten die Ergebnisse das elektronische Design neu gestalten. Sie glauben, dass ladungsfreie Spinströme Energieverluste und Wärme reduzieren und gleichzeitig die Effizienz steigern könnten.

Zukünftige Arbeiten werden untersuchen, wie Spinwellenlücken den Wärmetransport in Hämatit beeinflussen. Die Studie wurde im Journal Physical Review Letters veröffentlicht.