Des scientifiques de l'ETH Zurich découvrent une nouvelle forme étrange de magnétisme

Científicos de la ETH Zurich descubren una nueva y extraña forma de magnetismo
Table
  1. Un nouveau type de magnétisme: découverte à l'ETH Zurich
    1. magnétisme cinétique
    2. L'expérience et ses résultats
    3. Implications et recherches futures


Des scientifiques de l'ETH Zurich découvrent une nouvelle forme étrange de magnétisme

Des chercheurs de l'ETH Zurich ont fait une grande découverte dans le domaine du magnétisme. Ils ont identifié un nouveau type de ferromagnétisme dans un matériau créé artificiellement, connu sous le nom de « magnétisme cinétique ». Cette forme de magnétisme diffère du magnétisme traditionnel observé dans les aimants courants tels que les aimants de réfrigérateur.

Un nouveau type de magnétisme: découverte à l'ETH Zurich

magnétisme cinétique

Le magnétisme cinétique est basé sur minimisation de l'énergie cinétique des électrons lorsque leurs moments magnétiques s'alignent.

Ce phénomène est observé dans un matériau spécial créé par la superposition de fines couches atomiques de deux semi-conducteurs différents, le séléniure de molybdène et le disulfure de tungstène. La combinaison de ces matériaux avec différentes constantes de réseau forme un potentiel périodique bidimensionnel avec une constante de réseau considérablement grande, permettant d'étudier les effets quantiques des électrons en forte interaction.

L'expérience et ses résultats

Pour étudier les propriétés magnétiques, les chercheurs ont éclairé le matériau avec une lumière laser et mesuré la réflexion de la lumière à différentes polarisations. Cela leur a permis de déterminer l’orientation des moments magnétiques des électrons. Ils ont découvert que lorsque le matériau est rempli de plus d’un site de réseau d’électrons par moiré, il se comporte comme du ferromagnétisme, une découverte qui pointe vers un tout nouveau type de magnétisme, différent du magnétisme généré par l’interaction d’échange traditionnelle.

Cette découverte s'aligne sur la théorie prédite par le physicien japonais Yosuke Nagaoka en 1966. Selon cette théorie, les électrons minimisent leur énergie cinétique en alignant leurs spins dans la même direction. Ceci est réalisé grâce à l'effet tunnel quantique, permettant aux électrons de former des paires appelées « doublons ».

Implications et recherches futures

Cette avancée ouvre de nouvelles voies de recherche sur les systèmes à semi-conducteurs étendus et a le potentiel de influencer considérablement la compréhension et la manipulation des matériaux magnétiques à l’avenir. La prochaine étape pour les chercheurs consiste à déterminer si ce type de ferromagnétisme est maintenu à des températures plus élevées, puisque dans l'expérience actuelle, le matériau a dû être refroidi près du zéro absolu.

Cette découverte représente non seulement une avancée majeure dans la physique des matériaux, mais offre également une nouvelle compréhension des phénomènes magnétiques et de leurs applications potentielles en science et technologie des matériaux.

Via ethz.ch

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