Spezialmagnete eröffnen den Weg zur Elektronik der Zukunft

Ein Material aus einer speziellen Familie von Magneten ist vielversprechend für die Elektronik der Zukunft , da es Computer , Smartphones und Rechenzentren deutlich effizienter machen und gleichzeitig den Stromverbrauch senken würde. Nickeliodid gehört zur Klasse der leicht steuerbaren und stabilen Altermagnete . Es wird in einer in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichten Studie beschrieben, die in den USA und Italien durchgeführt wurde, und zwar vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) mit der Gruppe von Qian Song und Riccardo Comin vom Fachbereich Physik sowie von der Gruppe um Silvia Picozzi vom Fachbereich Materialwissenschaften der Universität Mailand-Bicocca und dem Institut für Supraleiter, innovative Materialien und Geräte des Nationalen Forschungsrats (CNR-SPIN) der Universität Chieti.

Die klassische Theorie des Magnetismus unterscheidet zwei Kategorien von Materialien: Ferromagnete , die wie gewöhnliche Magnete leicht zu kontrollieren , aber nicht unter eine bestimmte Grenze miniaturisiert werden können , und Antiferromagnete , die stabiler und immun gegen sogenannte „ parasitäre Magnetfelder “ sind, aber schwer zu manipulieren sind .

Im Jahr 2022 wurde eine dritte Form magnetischen Verhaltens namens „ Altermagnetismus “ identifiziert, die es uns ermöglicht, die Einschränkungen beider traditioneller Klassen zu überwinden und ein großes Potenzial für technologische Anwendungen bietet, so dass sie von der Zeitschrift Science zu den wichtigsten Entdeckungen des Jahres 2024 gezählt wurde.

Die Möglichkeit, diese Materialien in der Spintronik einzusetzen, also in elektronischen Geräten, die den Spin von Elektronen und nicht nur ihre Ladung ausnutzen, ebnet den Weg für präzisere, schnellere und miniaturisierte Geräte mit deutlich geringerem Energieverbrauch.

Im Projekt kümmerte sich die Gruppe der Universität Mailand-Bicocca um die theoretische Entwicklung und die numerischen Simulationen, während die Gruppe vom MIT die physikalische Charakterisierung des Materials durchführte.

Da Nickeliodid derzeit noch nicht in realen Geräten verwendet werden kann, da es sehr niedrige Temperaturen erfordert , besteht der nächste Schritt darin, die über dieses Material gewonnenen Erkenntnisse zu nutzen, um neue alternierende magnetische Materialien zu entwickeln, die bei Raumtemperatur stabil sind , um so elektronische Geräte mit geringem Stromverbrauch und hoher Leistung herstellen zu können.