A volte combinazioni di cose diverse producono effetti che nessuno si aspetta, come quando appaiono proprietà completamente nuove che le due parti combinate non hanno da sole. Il dottor Libor Šmejkal della Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) ha scoperto una proprietà così inaspettata:ha combinato sostanze antiferromagnetiche con atomi non magnetici e ha scoperto che, contrariamente alla dottrina corrente, si verifica una corrente di Hall, il che non è il caso delle sostanze antiferromagnetiche o non magnetiche individualmente.

Ciò potrebbe offrire un potenziale completamente nuovo per la nanoelettronica. Da una parte, queste combinazioni di materiali si verificano molto frequentemente in natura. Perciò, questa scoperta ha il potenziale per invertire la crescente domanda di rari elementi pesanti nella magnetoelettronica convenzionale e, Invece, indirizzare la ricerca e le applicazioni verso materiali abbondanti. Per di più, la corrente di Hall presenta una bassa dissipazione di energia. Ciò è particolarmente importante alla luce del fatto che la tecnologia dell'informazione sta diventando il più grande consumatore di energia nelle industrie. Poiché i materiali non hanno un campo magnetico verso l'esterno e sono quindi magneticamente invisibili, possono essere imballati molto strettamente e consentono un alto grado di miniaturizzazione della nanoelettronica. Questi materiali precedentemente trascurati si distinguono anche in termini di velocità poiché consentono una velocità molte volte maggiore rispetto ai ferromagneti, quindi le frequenze potrebbero essere spostate dalla gamma dei gigahertz alla gamma dei terahertz. In breve:la scoperta ha un posto speciale nel nuovo campo in rapida crescita della magnetoelettronica antiferromagnetica, detta anche spintronica. Il Dr. Libor Šmejkal e i suoi colleghi dell'Università di Mainz hanno recentemente pubblicato i loro risultati in Progressi scientifici .

Qual è l'attuale Sala?

Per comprendere la ricerca di Šmejkal, si deve iniziare con l'effetto Hall che prende il nome dal fisico Professor Edwin Hall. Se viene applicata una tensione a conduttori non magnetici convenzionali come il rame, la corrente scorre nella direzione data dal campo elettrico. Però, se viene aggiunto un campo magnetico esterno, la corrente si allontana dalla direzione applicata. Questo componente incrociato aggiuntivo è noto come corrente di Hall. L'effetto Hall descritto è stato utilizzato per caratterizzare semiconduttori, che ha plasmato la moderna elettronica al silicio. Seconda scoperta di Hall:anche la magnetizzazione interna di un conduttore ferromagnetico come il ferro può portare a tale deflessione della corrente incrociata. Ciò ha reso l'effetto Hall anche uno dei capisaldi della magnetoelettronica, un ampio campo che si estende dai sensori alle tecnologie di memoria.

La scoperta degli antiferromagneti, che sono molto più comuni in natura dei ferromagneti, è attribuito al professor Louis Néel. In questi i momenti magnetici degli atomi sono orientati in direzioni opposte. Gli effetti osservati nei ferromagneti quindi si annullano a vicenda, compresa la corrente di Hall. Gli antiferromagneti si comportano verso l'esterno come i soliti conduttori non magnetici e quindi non sono applicabili per la magnetoelettronica.

Effetto insolito:corrente di Hall negli antiferromaget

I cristalli non magnetici e antiferromagnetici sono noti da decenni per essere assenti dalle correnti di Hall. Dott. Libor Šmejkal, però, trovato un cristallo con un'intrigante combinazione di atomi non magnetici e antiferromagnetici che produce una forte corrente di Hall. Sorprendentemente, i cristalli con atomi antiferromagnetici e non magnetici non sono rari in natura, ma piuttosto diffuso.

"Rompere con la saggezza scientifica convenzionale richiede talenti e abilità straordinari, " ha affermato il direttore del gruppo di ricerca, il professor Jairo Sinova. "Questo è anche il caso del dottor Libor Šmejkal. È un talento eccezionale della fisica che, come un dottore appena laureato, gode già della reputazione di leader internazionale nel suo campo."

Šmejkal ha difeso il suo dottorato di ricerca. tesi solo pochi mesi fa, ma ha già tenuto una dozzina di conferenze su invito a conferenze internazionali e pubblicato vari articoli su riviste scientifiche di alta qualità. Subito dopo il dottorato difesa, Šmejkal ha assunto la posizione di team leader indipendente nel gruppo INSPIRE presso l'Istituto di fisica JGU.