Ученые разработали схему квантового сенсора для поиска альтермагнетиков

Физики из Университета Буффало представили теоретическую схему квантового сенсора для обнаружения альтермагнетиков — нового класса магнитных материалов. Об этом пишет Quantum Insider. 

Работа опубликована в Physical Review Letters. Речь не о новом типе магнетизма, но о способе зафиксировать альтермагнитный порядок. Система пока существует только на бумаге — впереди экспериментальная проверка.

Идея — использовать алмаз с дефектом nitrogen-vacancy (NV-центр): атом азота и соседняя вакансия в решетке. Такой дефект чувствителен к локальному магнитному полю. Его размещают рядом с предполагаемым альтермагнетиком, ориентируют спин в разных направлениях и измеряют скорость релаксации. Если релаксация окажется анизотропной, это может сигнализировать о сложном магнитном порядке — характерной черте альтермагнетиков.

Авторы делают ставку на менее инвазивный подход. Существующие методы часто воздействуют на образец слишком сильно, и тогда сложно отделить собственные свойства материала от эффектов измерения.

Корреспондирующий автор — доцент физики Университета Буффало Джамир Марино. Среди соавторов — Либор Шмейкаль и Хайро Синова из Университета Йоханна Гутенберга в Майнце, которых в университете называют исследователями, впервые предложившими концепцию альтермагнетиков. Также в работе участвовали Хоссейн Хоссейнабади и V.A.S.V. Bittencourt.

Интерес к альтермагнетикам растет из-за возможных применений в электронике. Эти материалы сочетают нулевую суммарную намагниченность, как у антиферромагнетиков, с электронными эффектами ферромагнетиков. Потенциал — более быстрая и энергоэффективная передача информации.

Признаки альтермагнетизма уже зафиксированы в нескольких материалах. Теоретические расчеты указывают более чем на 200 потенциальных соединений. Это усиливает спрос на точные методы идентификации. 

Ключевой результат работы — не готовый сенсор, а протокол измерений. Он может лечь в основу будущих экспериментов по поиску и подтверждению альтермагнитного порядка.

Напомним, в мае Quantinuum и энергетический гигант BP запустили совместный проект по применению квантовых вычислений для подповерхностного зондирования и картирования земных недр.