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Un team guidato da SLAC trova prove dirette dell’altermagnetismo in MnTe
Un team guidato da SLAC ha rilevato una struttura magnetica chirale nel tellururo di manganese, fornendo prove dirette che il materiale è un altermagnete. Il risultato potrebbe orientare la futura ricerca sulla spintronica, anche se l’esper
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Due esperimenti hanno rivelato la chiralità di MnTe
Esperimenti condotti nel 2024 e all’inizio del 2025 hanno fornito a un team guidato da SLAC quelle che i ricercatori descrivono come prove dirette che il tellururo di manganese, o MnTe, è un altermagnete. I ricercatori hanno rilevato una chiralità — una struttura asimmetrica dotata di una specifica orientazione — nell’ordine magnetico del materiale, una caratteristica che, secondo loro, non può essere spiegata dal solo antiferromagnetismo convenzionale. I risultati sono apparsi su Science il 29 ottobre 2026.
Il team ha esaminato MnTe presso la European Synchrotron Radiation Facility in Francia, utilizzando la sua linea di luce ID32 per dirigere sul materiale raggi X polarizzati circolarmente. Confrontando la diffusione da parte di MnTe dei raggi X con polarizzazione sinistrorsa e destrorsa, i ricercatori hanno riscontrato una differenza indicativa di un segnale chirale. Daniel Jost, primo autore dello studio per SLAC, ha descritto così la misurazione:
«I materiali chirali diffondono i fasci di raggi X con polarizzazione sinistrorsa in modo diverso da quelli con polarizzazione destrorsa».
Daniel Jost, ricercatore associato presso SLAC e lo Stanford Institute for Materials and Energy Sciences, in un’intervista a SLAC
Secondo SLAC, il team ha completato l’esperimento una prima volta nel 2024, per poi ripeterlo all’inizio del 2025 e confermare il risultato precedente. Rachel Nickel, ricercatrice post-dottorato presso ESRF che ha contribuito a progettare e condurre l’esperimento, ha affermato che la tecnica ha contribuito a confermare che MnTe presentava proprietà altermagnetiche.
Perché la chiralità distingue le fasi magnetiche
In un ferromagnete, gli spin degli elettroni si allineano in un’unica direzione, producendo un campo magnetico netto. In un antiferromagnete, gli spin adiacenti si alternano e si annullano a vicenda, senza lasciare una magnetizzazione netta. MnTe era stato a lungo considerato un antiferromagnete prima che i ricercatori iniziassero a identificarlo come un possibile altermagnete.
Anche gli altermagneti presentano spin alternati e una magnetizzazione netta nulla, ma la loro struttura cristallina ruota tra gli ambienti degli spin opposti. Questa disposizione può produrre una struttura magnetica ed elettronica dotata di una specifica orientazione. Il test con i raggi X mirava a rilevare proprio questa differenza: gli antiferromagneti convenzionali non dovrebbero produrre il segnale chirale osservato dal team.
I ricercatori hanno proposto il termine «altermagnete» nel 2022 per i materiali che abbinano disposizioni degli spin simili a quelle degli antiferromagneti a proprietà associate ai ferromagneti. Secondo SLAC, le prove a sostegno dell’esistenza di questa classe di materiali si erano accumulate in studi precedenti, ma l’osservazione diretta della chiralità in un materiale candidato ha fornito una verifica sperimentale che mancava.
Magnetizzazione netta nulla, correnti polarizzate in spin
Il risultato riportato riguarda la struttura magnetica di un materiale, non un dispositivo di memoria funzionante o un processore quantistico. Il suo interesse tecnologico deriva dalla combinazione di proprietà: gli altermagneti possono avere una magnetizzazione netta nulla e, allo stesso tempo, produrre correnti polarizzate in spin che i ricercatori potrebbero utilizzare per trasportare o leggere informazioni.
Questa combinazione potrebbe essere importante per la spintronica, che utilizza sia lo spin degli elettroni sia la carica elettrica. I componenti ferromagnetici possono essere perturbati dai campi magnetici vicini; gli antiferromagneti evitano questa sensibilità ai campi magnetici netti, ma possono essere difficili da leggere e potrebbero non generare facilmente correnti di spin efficienti. Secondo Jost, gli altermagneti «combinano il meglio di entrambi»: hanno una magnetizzazione netta nulla e possono generare correnti polarizzate in spin. Lo studio non dimostra il funzionamento di un dispositivo né quantifica i miglioramenti in termini di velocità o consumo energetico.
Il controllo è la prossima questione sperimentale
Secondo SLAC, le ricerche future esploreranno come influenzare e controllare gli stati altermagnetici mediante la luce e l’elettricità. L’esperimento riportato non risponde alla domanda se questi metodi possano commutare o leggere gli stati in modo affidabile in un dispositivo. Per ora, il risultato concreto è una misurazione ripetuta ai raggi X della firma magnetica dotata di una specifica orientazione di MnTe, effettuata presso la linea di luce ID32 di ESRF.