Durante casi un siglo, el estudio del magnetismo estuvo dominado por una dicotomía entre dos tipos principales: el ferromagnetismo y el antiferromagnetismo. Los ferromagnetos, como los utilizados en los imanes tradicionales, tienen espines electrónicos que apuntan en la misma dirección, creando un campo magnético observable. Los antiferromagnetos tienen espines alternos que se cancelan entre sí, lo que resulta en ningún efecto magnético neto. Si bien ambos han sido bien comprendidos durante décadas, los investigadores identificaron recientemente una clase 'astuta' de materiales que parecían exhibir características de ambos, lo que llevó a la propuesta del 'altermagnetismo' en 2022.
Los altermagnetos se distinguen por una configuración geométrica específica en su red cristalina. Aunque mantienen un patrón de espines alternos (arriba-abajo-arriba-abajo) similar al de los antiferromagnetos, la estructura cristalina que rodea los espines 'arriba' está rotada en relación con la estructura que rodea los espines 'abajo'. Esta ruptura de simetría permite que los altermagnetos posean una propiedad única: la capacidad de generar corrientes de espín polarizadas, una característica típicamente reservada para los ferromagnetos. Al combinar la magnetización neta cero de un antiferromagneto con la utilidad funcional de un ferromagneto, los altermagnetos ofrecen un punto medio potencial para la electrónica de próxima generación.
Para proporcionar una prueba concluyente, un equipo liderado por Daniel Jost en SLAC y el Instituto de Ciencias de Materiales y Energía de Stanford investigó el telururo de manganeso (MnTe). Los investigadores buscaron identificar la 'quiralidad', un sentido de 'lateralidad' en la estructura del material que los antiferromagnetos convencionales carecen. Utilizando rayos X con polarización circular en la Instalación Europea de Radiación Sincrotrón, el equipo observó que el material dispersaba los haces de mano izquierda y mano derecha de manera diferente. Esta firma quiral confirmó que el MnTe es un altermagneto, proporcionando una base experimental sólida para esta nueva fase magnética. Estos materiales podrían utilizarse eventualmente para crear dispositivos espintrónicos que sean más estables que los ferromagnetos y más legibles que los antiferromagnetos, lo que podría conducir a tecnologías de computación y centros de datos más rápidas y de menor consumo energético.
Los investigadores utilizaron rayos X con polarización circular en la Instalación Europea de Radiación Sincrotrón para observar la firma quiral del material.