Researchers discover new third class of magnetism that could transform digital devices

ENG: A groundbreaking discovery in magnetism has been achieved with the imaging of a new class of magnetic order called altermagnetism. Revealed by scientists from the University of Nottingham’s School of Physics and Astronomy, this unique magnetic structure could revolutionize magnetic memory devices, increasing their speed up to a thousand times. Unlike conventional magnetic orders, altermagnetism features magnetic moments aligned antiparallel to their neighbors, with each hosting crystal slightly rotated, introducing a novel twist that has profound technological implications.

Altermagnetic materials could replace conventional components in microelectronics and digital memory, combining the speed and efficiency of ferromagnets with the robustness of antiferromagnets. These materials also offer significant environmental benefits, potentially reducing reliance on rare and toxic heavy elements while cutting global carbon emissions. Senior Research Fellow Oliver Amin highlighted that this work bridges theoretical concepts with real-world applications, paving the way for advanced, sustainable technologies.

The experimental study, conducted at Sweden’s MAX IV synchrotron facility, employed x-rays to image altermagnetic structures at the nanoscale, confirming their unique properties. PhD student Alfred Dal Din, a key contributor, described the opportunity to explore this promising new class of materials as both rewarding and challenging. This breakthrough not only advances scientific understanding but also holds great potential for reshaping memory and electronic technologies.

RO: O descoperire revoluționară în domeniul magnetismului a fost realizată prin imagistica unei noi clase de ordine magnetică, numită altermagnetism. Descoperită de cercetătorii de la Facultatea de Fizică și Astronomie a Universității din Nottingham, această structură magnetică unică ar putea revoluționa dispozitivele de memorie magnetică, crescând viteza acestora de până la o mie de ori. Spre deosebire de ordinele magnetice convenționale, altermagnetismul prezintă momente magnetice aliniate antiparalel cu vecinii lor, fiecare cristal gazdă fiind ușor rotit, introducând o nouă metodă cu implicații tehnologice profunde.

Materialele altermagnetice ar putea înlocui componentele convenționale din microelectronică și memoria digitală, combinând viteza și eficiența feromagneților cu robustețea antiferomagneților. Aceste materiale oferă, de asemenea, beneficii semnificative pentru mediu, reducând dependența de elemente grele rare și toxice, reducând în același timp emisiile globale de carbon. Cercetătorul principal Oliver Amin a subliniat că această lucrare leagă conceptele teoretice de aplicațiile reale, deschizând calea către tehnologii avansate și sustenabile.

Studiul experimental, realizat la facilitatea MAX IV synchrotron din Suedia, a folosit raze X pentru a obține imagini ale structurilor altermagnetice la scară nanometrică, confirmând proprietățile lor unice. Doctorandul Alfred Dal Din, unul dintre principalii colaboratori, a descris oportunitatea de a explora această nouă clasă promițătoare de materiale ca fiind deopotrivă satisfăcătoare și provocatoare. Această descoperire avansează nu doar înțelegerea științifică, ci are și un potențial uriaș pentru remodelarea tehnologiilor de memorie și electronice.

Source (University of Nottingham, “Researchers discover new third class of magnetism that could transform digital devices”, 11.12.2024)

Paper: Amin, O.J., Dal Din, A., Golias, E., Niu, Y., Zakharov, A., Fromage, S.C., Fields, C.J.B., Heywood, S.L., Cousins, R.B., Maccherozzi, F. and Krempaský, J., 2024. Nanoscale imaging and control of altermagnetism in MnTe. Nature636(8042), pp.348-353.