📄 Показана версия «Просто» — «Популярно» пока не готова. Добавьте ★ в избранное, если хотите её ускорить. Прошу разобрать полностью

Паркет, где каждая вторая дощечка повёрнута в противоположную сторону, выглядит симметричным. Но если провести рукой, в одном направлении пальцы скользят по волокнам, а в другом — цепляются. Примерно так устроен новый тип магнетизма, который изучали в кристалле AgCrP2S6.

В этом слоистом материале атомы хрома выстроены в длинные цепочки — как нитки бус. Внутри каждой цепочки магнитные моменты (крошечные компасы) атомов направлены одинаково, но соседние цепочки смотрят в противоположные стороны. Поэтому весь образец остаётся немагнитным снаружи. Однако расчёты показали: если слегка нарушить симметрию кристалла, например приложив электрическое поле поперёк слоёв, электроны начинают чувствовать разницу. Их энергия зависит от того, куда направлен их собственный спин — как если бы на скользком паркете одна нога ехала легко, а другая тормозила.

Авторы работы построили упрощённую модель, которая связывает этот эффект с перескоками электронов между дальними соседями — третьими по счёту цепочками. Чем сильнее поле, тем больше разница в энергии для спинов «вверх» и «вниз». При смене направления поля разница меняет знак — как если бы паркет наклонили в другую сторону. Более того, похожий эффект возникает, если часть атомов серы заменить на селен (это называют янусовским замещением), или приклеить сверху сегнетоэлектрик CuInP2S6 — тогда спиновым расщеплением можно управлять, просто переключая поляризацию соседа.

Такой подход открывает дорогу к устройствам, где информация кодируется не зарядом, а спином электрона, и переключение происходит без магнитного поля — одним электрическим сигналом. Это обещает более быструю и холодную электронику. И всё это — в материале, который снаружи кажется немагнитным, как тот самый паркет, чей рисунок прячет внутренний порядок.