Fotografija sa sajta MIT-a preuzeta pod licencom BY-NC-ND / This license enables reusers to copy and distribute the material in any medium or format in unadapted form only, for noncommercial purposes only, and only so long as attribution is given to the creator. CC BY-NC-ND includes the following elements: credit must be given to the creator, only noncommercial uses of the work are permitted, no derivatives or adaptations of the work are permitted. (https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).
Izrazito nam je zadovoljstvo da podelimo vest o izuzetno važnom naučnom doprinosu dr Srđana Stavrića, višeg naučnog saradnika Laboratorije za teorijsku fiziku i fiziku kondenzovane materije (Lab. 020), koji je objavio rad pod nazivom Electrical switching of a p-wave magnet u eminentnom naučnom časopisu Nature. Publikacija, nastala kao rezultat višegodišnje saradnje dr Stavrića sa grupom istraživača iz Sjedinjenih Američkih Država i Italije, predstavlja naučni proboj u spintronici, oblasti na međi fizike kondenzovanog stanja i fizike materijala, u okviru koje se izučavaju kvantni efekti ključni za razvoj elektronske tehnologije budućnosti.
Teorijski je opisano i eksperimentalno demonstrirano postojanje nove klase magneta tzv. p-wave magneta, teorijski predviđeni tri godine ranije. U p-wave magnetima, magnetni momenti formiraju specifična spiralna uređenja uzrokujući karakteristične šare ili obrasce u elektronskoj strukturi materijala koji podsećaju na atomske p orbitale.
Prema rečima dr Stavrića spintronika će nam omogućiti da spin elektrona koristimo za zapis i prenos informacija podjednako efikasno kao što već decenijama koristimo njegovo naelektrisanje. Glavna prednost spintroničkih uređaja je u enormnoj ušteti energije. Za istu funkcionalnost uređaja bi nam trebalo desetine hiljada puta manje energije u odnosu na konvencionalnu elektroniku!
U radu je pokazano da se kiralnost tj. smer navijanja magnetnih momenata u njima, ovih magneta, a time i spinska polarizacija elektronskih zona, može kontrolisano menjati između dva različita stanja pomoću električnog polja. Time je načinjen korak više ka realizaciji prvih spintroničkih uređaja koji će koristiti p-wave magnete za funkcionisanje. Dr Stavrić je objasnio da je istraživanje uključivalo više eksperimentalnih i teorijskih etapa: počevši od sinteze visokokvalitetnih uzoraka dijodida nikla (NiI2), magnetnog materijala koji je centralna figura rada do konačne fabrikacije uređaja korišćenih za merenja različitim optičkim metodama. Pokazano je da se električnim poljem sistem može kontrolisano prevoditi iz jednog u drugo kvantno stanje tako što se menja kiralnost magnetnih spirala.
„Informacije u konvencionalnim računarima zapisujemo pomoću nula i jedinica (0 i 1). To znači da morate imati fizički sistem sa dva različita stanja i da sistem možete kontrolisano prevoditi iz jednog stanja u drugo. P-wave magneti nam upravo to omogućavaju, samo na nov i do sada neistražen način” dodaje dr Stavrić.
Pored eksperimenata, drugi važan deo uključivao je zahtevni teorijski opis p-wave magneta, počevši od komplikovane analize magnetnih simetrija sistema do kvantnih proračuna pomoću teorije funkcionala gustine koji su uža specijalnost dr Stavrića.
„Moj zadatak bio je da modelujem najjednostavniji mogući sistem koji ima isti skup kristalnih i magnetnih simetrija kao i eksperimentalni uzorak. Kada sam shvatio kakav nam sistem treba, izračunao sam njegovu elektronsku strukturu i ugledao šare koje podsećaju na atomske p-orbitale. Tada sam znao da su p-wave magneti postali stvarnost” kaže dr Stavrić.
Simbolično je što otkriće p-wave magneta dolazi 2025. godine koju je UNESKO proglasio za Internacionalnu godinu kvantne nauke i tehnologije, obeležavajući time 100 godina od kada su Gudsmit i Ulenbek predložili postojanje spina elektrona kako bi objasnili svoje eksperimentalne rezulate.
„Nadam se da nećemo čekati još 100 godina kako bismo počeli da koristimo p-wave magnete u mobilnim telefonima“ u šali dodaje dr Stavrić.
Na kraju, neizmerno smo ponosni što je Institut „Vinča“, kroz uloženi trud dr Stavrića, stao rame uz rame sa vrhunskim svetskim istraživačkim institucijama poput Masačusetskog instituta za tehnologiju (MIT), Univerziteta u Ilinoisu Urbana-Šampanj i Univerziteta Jejl.
Od srca čestitamo dr Stavriću na ovom neverovatnom postignuću i želimo mu puno uspeha u daljem naučnom radu!
Vest o ovom velikom otkriću možete pročitati i na sajtu MIT-a:
https://news.mit.edu/2025/physicists-observe-new-form-magnetism-0605