Команда под руководством SLAC National Accelerator Laboratory получила прямые экспериментальные свидетельства альтермагнетизма — магнитной фазы, сочетающей свойства ферромагнетиков и антиферромагнетиков. Результаты исследования теллурида марганца MnTe опубликованы в Science 29 октября 2026 года.
В ферромагнетиках спины электронов направлены одинаково и создают наблюдаемое магнитное поле. В антиферромагнетиках соседние спины чередуются, их вклады компенсируют друг друга, поэтому суммарная намагниченность отсутствует. Почти 90 лет эти две категории считались достаточными для описания материалов без внешнего магнитного воздействия. Однако позже у некоторых веществ обнаружили нулевую намагниченность вместе со способностью создавать спиновые токи — раньше такое сочетание представлялось невозможным. Термин «альтермагнетики» предложили в 2022 году.
В модели альтермагнетика спины чередуются, как в антиферромагнетике, но кристаллическая решётка вокруг спинов одного направления повёрнута относительно решётки вокруг спинов другого. Из-за этого электронная и магнитная структура приобретает хиральность: объект нельзя совместить со своим зеркальным отражением. Именно экспериментального доказательства такой асимметрии не хватало для подтверждения новой фазы.
Учёные исследовали MnTe на линии ID32 Европейского синхротронного центра ESRF во Франции. Хиральный материал по-разному рассеивает рентгеновские лучи с левой и правой круговой поляризацией, тогда как нехиральный отвечает на них одинаково. Сравнение показало отчётливый хиральный сигнал, который обычный антиферромагнетик давать не должен. Первый эксперимент провели в 2024 году и повторили в начале 2025-го с тем же результатом.
Открытие важно для спинтроники, где наряду с зарядом электрона используется его спин. Ферромагнетики позволяют считывать состояние, но уязвимы для внешних полей; антиферромагнетики устойчивее, однако их состояние трудно считывать. Альтермагнетики сохраняют нулевую суммарную намагниченность и при этом способны генерировать спин-поляризованные токи. По мнению авторов, это делает их перспективными для памяти, квантовых технологий и энергоэффективных вычислений. Следующий этап — научиться управлять альтермагнитными состояниями светом и электричеством.