Odkrycie nowego rodzaju magnetyzmu przez naukowca z Gdańska
Dr inż. Kamil Kolincio z Wydziału Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej Politechniki Gdańskiej uczestniczył w odkryciu nowego rodzaju magnetyzmu – tzw. niekonwencjonalnego magnetyzmu typu p-wave – w związku Gd₃Ru₄Al₁₂ domieszkowanym rodem.
Wyniki badań, opublikowane w prestiżowym czasopiśmie „Nature”, stanowią istotny krok w zrozumieniu złożonych zjawisk kwantowych leżących u podstaw współczesnej fizyki materii skondensowanej.
Odkryty przez zespół międzynarodowych naukowców stan magnetyczny charakteryzuje się spiralnym uporządkowaniem spinów gadolinu w tzw. oddychającej sieci Kagome – strukturze złożonej z naprzemiennie ułożonych trójkątów i sześciokątów. Tego rodzaju układ prowadzi do niekonwencjonalnego rozszczepienia pasm elektronowych, co z kolei wywołuje wyjątkowo silny efekt galwanomagnetyczny, znany jako anomalia Halla. To dopiero drugi znany materiał o takim uporządkowaniu magnetycznym, a jednocześnie pierwszy o metalicznym charakterze, który umożliwia bezpośrednie badanie zachowania elektronów przewodnictwa.
Zjawisko to ma kluczowe znaczenie dla rozwoju spintroniki – dziedziny będącej kontynuacją i rozszerzeniem tradycyjnej elektroniki, w której wykorzystuje się nie tylko ładunek, ale również spin elektronu. Poznanie nowych typów uporządkowania magnetycznego może w przyszłości umożliwić tworzenie szybszych, bardziej energooszczędnych i odpornych na zakłócenia układów pamięci i procesorów, a także przyczynić się do rozwoju technologii opartych na materiałach antyferromagnetycznych.
Badania, w których uczestniczył gdański naukowiec, zostały przeprowadzone w Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC) w Tokai. Kluczowym elementem eksperymentu było wykorzystanie rozpraszania neutronów do zbadania wewnętrznej struktury magnetycznej badanego związku. Udział dr. inż. Kamila Kolincia w tym projekcie potwierdza rosnącą rolę polskich zespołów badawczych w międzynarodowych pracach nad nowymi materiałami kwantowymi i ich potencjalnym zastosowaniem w przyszłych technologiach informacyjnych.
Odkrycie to otwiera nowe perspektywy dla projektowania materiałów, w których możliwe będzie precyzyjne sterowanie przepływem ładunku i spinów elektronowych za pomocą pól magnetycznych lub elektrycznych. Wiedza zdobyta w ramach tych badań może w dłuższej perspektywie doprowadzić do opracowania innowacyjnych urządzeń pamięci masowej, elementów logicznych oraz czujników magnetycznych nowej generacji. Znaczenie tego osiągnięcia podkreśla fakt, że badania nad egzotycznymi stanami magnetycznymi i niekonwencjonalnymi typami uporządkowania prowadzi jedynie niewielka liczba zespołów badawczych na świecie. Udział gdańskiego naukowca w tym elitarnym gronie potwierdza wysoki poziom polskiej nauki oraz jej wkład w rozwój nowoczesnych technologii opartych na fizyce kwantowej.
Źródło: Politechnika Gdańska
Czytaj też: Eko-elektrody z Politechniki Gdańskiej oczyszczą ścieki z pozostałości leków
Grafika tytułowa: ThisisEngineering / Unsplash
