Sciencemag.cz
Related Articles
Výzkumníkům z Forschungszentrum Jülich se podařilo vytvořit první experimentálně ověřený dvourozměrný materiál half-metal na světě – tedy materiál, který vede elektřinu pomocí elektronů pouze jednoho typu spinu (buď nahoru, nebo dolů). Jejich zjištění má představovat zásadní pokrok při hledání materiálů umožňujících energeticky účinnou spintroniku.
Materiály typu half-metal jsou pro spintroniku klíčové: na rozdíl od tradičních vodičů propouštějí pouze jednu orientaci spinu.
Poznámka PH: half-metal není polokov, někdy se překládá jako „polokovový feromagnet“. Pro druhý typ spinu může být materiál izolant i polovodič.
Všechny dosud známé materiály half-metal fungovaly pouze při extrémně nízkých teplotách a na povrchu ztrácely své speciální vlastnosti, což omezuje jejich použití. Nyní ale tým z Forschungszentrum Jülich vyvinul 2D half metal materiál ve formě ultratenké slitiny železa a palladia o tloušťce pouhých dvou atomů na krystalu palladia. Pomocí nejmodernější zobrazovací techniky vědci ukázali, že slitina opravdu umožňuje vodivost pouze elektronů s jedním typem spinu.
Materiál navíc nevyžaduje dokonalou krystalovou strukturu, což by představovalo velkou výhodu pro výrobu v reálném světě. Jeho speciální elektronické vlastnosti lze jemně ladit pouhou úpravou obsahu železa.
Nový materiál by mohl sloužit jako základ pro spintronické komponenty, jako jsou spinové filtry a systémy se spinově–orbitálním momentem, které jsou zásadní pro přepínání magnetických stavů v paměťových čipech. Protože navíc zůstává účinný až do pokojové teploty a dobře se integruje s tenkovrstvými technologiemi, nabízí tato slitina velmi slibnou cestu k praktickým aplikacím.
Kromě toho má tento materiál vzácnou vlastnost: jeho spinová polarizace je opačná ke směru magnetizace, což je jev, který by mohl odemknout nové funkce v magnetických zařízeních v nanoměřítku.
(Poznámka PH: systémy se spinově–orbitálním momentem umožňují ovládání magnetizace, bez nutnosti klasického magnetického pole.)
Xin Liang Tan et al, Exchange Engineering of a Two-Dimensional Half-Metal, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/mx46-85zf
Zdroj: Jülich Research Centre / Phys.org, přeloženo / zkráceno
Poznámka PH: Opět jeden text pro nás laiky asi ne zcela pochopitelný…
