Krystaly se navenek chovají nemagneticky, ale uvnitř magnetické jsou a jejich magnetismus lze navíc ovládat elektrickým proudem.

Doposud se využíval magnetismus pouze v takzvaných feromagnetických materiálech. Ty svůj magnetismus projevují i ve svém okolí, například přitahováním či odpuzováním v blízkosti jiných magnetů. Toto působení na dálku se kromě elektrických strojů využívá i v elektronice, zejména pro ukládání dat v pevných discích počítačů.

Vědci ale nyní využili jiný typ magnetického materiálu. Kromě toho, že jeho magnetismus zůstává zcela uzavřen uvnitř (patří mezi takzvané antiferomagnety), jeho magnetické vlastnosti reagují na procházející elektrický proud, a nabízí se tak jeho využití v elektronice.

Navíc tajná data nelze z antiferomagnetu přečíst běžnými magnetickými skeneryprof. Tomáš Jungwirth

"Pokud se z tohoto materiálu podaří vyrobit například paměťový čip, měl by být automaticky mnohem rychlejší a navíc dokázat fungovat s mnohem menší spotřebou energie," řekl Vít Novák z Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR.

Taková data by nemohla být nechtěně smazána působením magnetického pole.

„Oproti feromagnetům nemohou být uložená data v antiferomagnetech nechtěně vymazána ani velmi silnými magnetickými poli. Navíc antiferomagnety neprodukují vlastní magnetické pole, čímž se eliminuje nekontrolované vzájemné ovlivnění sousedních paměťových elementů. Navíc tajná data nelze z antiferomagnetu přečíst běžnými magnetickými skenery,“ vysvětlil autor výzkumu, Tomáš Jungwirth z Fyzikálního ústavu AV ČR.

Tyto výhodné charakteristiky antiferomagnetů pro ukládání dat už tým, vědců prokázal. „Další předpokládanou výhodou je vysoká rychlost, kterou mohou být data zapsána v antiferomagnetických pamětech,” dodal.

Zásadní je objev chování antiferomagnetů

Praktické využití ale nebylo jediným a prvotním cílem výzkumu. Velmi důležitý je podle Nováka základní objev, tedy zjištění, že ve vhodném antiferomagnetickém materiálu je magnetismus závislý na elektrickém proudu.

Protože v přírodě takový vhodný antiferomagnetický materiál neexistuje, bylo jej potřeba uměle vyrobit v laboratoři, a to stejnou technologií, kterou se připravují tenké vrstvy polovodičů.

Všechny materiály lze s trochou nepřesnosti rozdělit na magnetické, tedy takové, které reagují na magnetické pole, například jiných magnetů v blízkosti, a nemagnetické, které na magnetické pole nereagují. Dlouho se ale podle Nováka nevědělo, že mezi zdánlivě nemagnetickými materiály existuje zvláštní třída těch, které se chovají navenek nemagneticky, ale uvnitř magnetické jsou.

"Jsou tak zvláštně uspořádány, že se to navenek vůbec neprojevuje. Těmto materiálům se říká antiferomagnety. Po téměř sto let od jejich objevu si vědci mysleli, že nejsou k ničemu použitelné, protože se zdálo, že neexistuje způsob, jak magnetismus uvnitř kontrolovat a tím otevřít i cestu k jeho využití," dodal.

Mezinárodnímu vědeckému týmu pod vedením Jungwirtha se nyní podařilo tento pohled změnit a ukázat, že i v antiferomagnetickém materiálu se správným krystalovým uspořádáním na sebe vnitřní magnetismus a procházející proud vzájemně působí.