Neuartige Altermagnete könnten Fortschritte in der spinbasierten Elektronik ermöglichen

Altermagnete sind vielversprechende Materialien für die spinbasierte Elektronik aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaften. Eine neue Kategorie von Materialien, bekannt als Altermagnete, könnte neue Anwendungsmöglichkeiten in der spinbasierten Elektronik bieten. Diese Materialklasse zeichnet sich durch eine antiparallele Anordnung von mikroskopischen magnetischen Momenten, den sogenannten Spins, aus, ähnlich wie bei Antiferromagneten. Im Gegensatz zum Antiferromagnetismus ermöglicht der altermagnetische Zustand jedoch die Erzeugung von elektrischen Strömen mit einer Spinpolarisation, die in der spinbasierten Elektronik benötigt wird. Dadurch kombinieren Altermagnete die Vorteile von Antiferromagneten, wie zum Beispiel eine ultraschnelle Dynamik, mit den Vorteilen von Ferromagneten, wie einer hohen Spinpolarisation.

Ein Forschungsteam unter der Leitung von Dr. Sonka Reimers am Kläui-Labor der Johannes Gutenberg-Universität Mainz hat in Zusammenarbeit mit einem Theorieteam unter der Leitung von Prof. Dr. Jairo Sinova und Dr. Libor Mejkal den Nachweis erbracht, dass in der intermetallischen Chrom-Antimon-Verbindung CrSb eine altermagnetische elektronische Bandaufspaltung in Verbindung mit Spinpolarisation auftritt. Diese Bandaufspaltung in einem guten Leiter bei Raumtemperatur ist nach Prof. Dr. Martin Jourdan, dem Koordinator der Studie, außergewöhnlich und vielversprechend für elektronische Anwendungen von Altermagnet-Materialien. Diese Erkenntnisse könnten einen wichtigen Beitrag zur Weiterentwicklung der spinbasierten Elektronik leisten.

Die Abbildung zeigt die Kristallstruktur des Altermagneten CrSb, wobei die farbigen Blasen um die Cr-Atome die Iso-Spindichteflächen repräsentieren. Durch die Anisotropie dieser Materialklasse können spinpolarisierte Ströme erzeugt werden.

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