Peneliti Rice University Temukan Cara Kontrol Magnet Eksotis

Peneliti di Rice University menemukan bahwa tekanan mekanis sederhana pada kristal hexagonal iron sulfide dapat mengontrol sifat magnetik dan elektrik material tersebut secara bersamaan. Temuan yang dipublikasikan dalam jurnal Advanced Materials ini memberikan pemahaman baru bagi ilmuwan mengenai cara kerja kelas magnet baru yang disebut altermagnet.

Material altermagnet diketahui menggabungkan karakteristik dari dua jenis magnet yang lebih dikenal. "Material ini memungkinkan peneliti mengamati sinyal magnetik kecil dan sinyal elektrik secara bersamaan," ujar penulis korespondensi penelitian, Pengcheng Dai, seperti dikutip dari laporan tersebut.

Dalam eksperimennya, tim peneliti membangun perangkat untuk menekan kristal dari satu arah. Hasil pengujian menunjukkan bahwa peningkatan tekanan secara bertahap menyebabkan sinyal magnetik dan tegangan menyamping yang dihasilkan material tersebut melemah dalam kondisi selaras atau lockstep.

Penggunaan sinar neutron di Oak Ridge National Laboratory mengungkapkan bahwa tekanan tersebut mengubah orientasi magnetik internal kristal tanpa merusak susunan magnetik dasar. Hal ini membuktikan bahwa material tersebut memiliki fleksibilitas tinggi terhadap penyesuaian mekanis karena perbedaan energi antar arah orientasi yang sangat kecil.

Misteri Hubungan Sinyal Elektrik dan Magnetik

Temuan ini membuka peluang baru dalam pengembangan teknologi spintronics di masa depan. Teknologi ini bertujuan memanfaatkan spin elektron untuk menyimpan atau memproses data dengan konsumsi energi yang lebih rendah dibandingkan perangkat elektronik konvensional saat ini.

Penelitian ini juga menjawab sebagian pertanyaan mengenai asal-usul sinyal elektrik tidak biasa yang disebut anomalous Hall effect pada material tersebut. Meskipun penjelasan mengenai Berry curvature masih menjadi topik hangat, data baru menunjukkan adanya kaitan erat antara sinyal elektrik dan momen magnetik kecil.

Penulis utama studi, Weiliang Yao, menyatakan bahwa pengukuran baru tersebut tidak menepis penjelasan terkait pergerakan elektron melalui struktur elektronik kristal. Namun, hasil eksperimen justru mempertegas adanya hubungan yang kuat antara kedua fenomena fisik tersebut di dalam material.

Para peneliti menegaskan bahwa misteri mengenai penyebab pasti dari keterikatan sinyal-sinyal ini masih menjadi pertanyaan terbuka yang memerlukan eksplorasi lebih lanjut. Fokus utama tim saat ini adalah memetakan bagaimana keterkaitan ini dapat dimanfaatkan secara teknis dalam aplikasi nyata.

Kemampuan untuk mengontrol efek tersebut hanya dengan regangan mekanis sederhana dianggap sebagai langkah signifikan dalam ilmu material. Efek ini diharapkan dapat mengurangi interferensi magnetik yang sering menjadi kendala utama dalam pengembangan perangkat penyimpanan data generasi berikutnya.