Para ilmuwan berhasil memberikan bukti eksperimental definitif mengenai fase magnetisme ketiga yang dinamakan altermagnetisme. Penelitian yang dipimpin oleh SLAC National Accelerator Laboratory di bawah Departemen Energi Amerika Serikat ini menjembatani karakteristik ferromagnetisme dan antiferromagnetisme.
Memahami Dasar Magnetisme dan Terobosan Baru
Selama puluhan tahun, para fisikawan hanya mengenal dua jenis magnetisme yang muncul secara alami pada material tanpa pengaruh eksternal, yaitu ferromagnetisme dan antiferromagnetisme. Dalam ferromagnet seluruh spin elektron menunjuk ke arah yang sama untuk membentuk medan magnet, sementara dalam antiferromagnet spin elektron tersusun bergantian dan saling meniadakan sehingga tidak menghasilkan efek magnetik netto.
Kendati demikian, dalam beberapa tahun terakhir para peneliti menemukan sejumlah material yang tidak dapat dikategorikan secara pas ke dalam kedua kelompok tersebut. Material-material ini menunjukkan sifat gabungan berupa konfigurasi spin bergantian tanpa magnetisasi neto sekaligus kemampuan menggunakan arus spin.
Untuk menjelaskan fenomena tersebut, para peneliti mengusulkan kelompok material baru bernama altermagnet. Pada material ini, struktur kisi kristal yang mengelilingi spin menghadap ke atas mengalami rotasi relatif terhadap kisi spin yang menghadap ke bawah, sehingga menciptakan celah simetri yang memicu perilaku unik.
Bukti Kiralitas dan Potensi Altermagnetisme
Tim peneliti yang dipimpin oleh ilmuwan asosiasi Daniel Jost melakukan investigasi mendalam terhadap bahan mangan telurida atau manganese telluride (MnTe) yang sebelumnya dianggap sebagai antiferromagnet. Penelitian ini dilakukan di fasilitas European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) di Prancis menggunakan berkas sinar-X terpolarisasi.
Pengujian tersebut berhasil mendeteksi tanda kiralitas atau asimetri struktur magnetik yang menyerupai bentuk tangga ulir pada material kandidat altermagnet. Menurut Daniel Jost, sinyal kiral yang berhasil diidentifikasi tersebut memberikan landasan eksperimental yang kuat untuk menegaskan bahwa altermagnetisme berdiri dalam kelasnya sendiri.
Temuan yang dipublikasikan dalam jurnal Science ini membuka peluang besar dalam pengembangan teknologi spintronics, yaitu perangkat elektronik yang memanfaatkan muatan sekaligus spin elektron. Altermagnet dinilai menggabungkan keunggulan ferromagnet dan antiferromagnet karena memiliki magnetisasi neto nol yang stabil namun tetap mampu menghasilkan arus terpolarisasi spin untuk mengekstrak informasi dengan mudah.
Penelitian lanjutan ke depan akan berfokus pada cara memengaruhi serta mengendalikan status altermagnetik menggunakan cahaya dan listrik. Langkah ini bertujuan untuk memperluas kegunaan material tersebut dalam mendukung solusi spintronik bagi teknologi kuantum, perangkat memori, dan pusat data.
Sumber: Hacker News: Front Page
