Ein Forschungsteam hat in Mangantellurid eine besondere magnetische Anregung sichtbar gemacht. Die Messung liefert Hinweise auf Altermagnetismus: eine Form magnetischer Ordnung, bei der sich die magnetischen Beiträge im Material nach außen weitgehend aufheben, die Anordnung der Elektronenspins aber dennoch charakteristische Eigenschaften erzeugt. Das SLAC National Accelerator Laboratory berichtet über die Veröffentlichung der Ergebnisse am 29. Oktober.
Das Team untersuchte den Kristall mit unterschiedlich polarisiertem Röntgenlicht. Aus dem Unterschied der Streusignale schloss es auf eine sogenannte chirale magnetische Welle. Für künftige Elektronik ist das interessant, weil solche Materialien eine andere Art der Informationsverarbeitung ermöglichen könnten. Ein fertiger Speicherchip ist aus dem Experiment jedoch nicht entstanden.
Magnetisch, ohne wie ein Kühlschrankmagnet zu wirken
Elektronen besitzen neben ihrer elektrischen Ladung einen quantenmechanischen Eigendrehimpuls, den Spin. Für die Erklärung magnetischer Ordnungen kann man sich die Ausrichtung dieser Spins vereinfacht als kleine Pfeile vorstellen. In einem Ferromagneten sind viele dieser Beiträge gleichgerichtet. Dadurch entsteht eine messbare Magnetisierung, wie sie bei einem gewöhnlichen Dauermagneten eine Rolle spielt.
In einem Antiferromagneten sind benachbarte magnetische Beiträge dagegen entgegengesetzt angeordnet und können sich insgesamt aufheben. Das Material besitzt also eine geordnete innere Struktur, ohne nach außen wie ein gewöhnlicher Dauermagnet aufzutreten.
Altermagnete zeigen ebenfalls eine kompensierte Anordnung. Entscheidend ist aber auch, wie die entgegengesetzt ausgerichteten Teile im Kristall zueinander liegen. Bei Mangantellurid sind die entsprechenden Teilgitter durch eine Drehung miteinander verknüpft. Diese Symmetrie kann Eigenschaften hervorbringen, die sich von einer herkömmlichen antiferromagnetischen Beschreibung unterscheiden.
Was das Röntgenlicht verrät
Die Forschenden um Daniel Jost untersuchten Mangantellurid an der Europäischen Synchrotronstrahlungsquelle ESRF in Grenoble. Dort trafen Röntgenstrahlen mit links- und rechtszirkularer Polarisation auf den Kristall. Vereinfacht unterscheiden sich diese beiden Lichtzustände in ihrer Drehrichtung. Das Team verglich, wie der Kristall die Strahlung streute.
Dabei suchte es nicht nach einem Foto einzelner Elektronenspins. Gemessen wurde vielmehr eine kollektive magnetische Anregung, ein Magnon. Solche Anregungen lassen sich vereinfacht als Wellen verstehen, bei denen sich die Spinordnung gemeinsam verändert. Das beobachtete Signal hängt laut der zugänglichen Vorabfassung der Studie von der Polarisation und dem übertragenen Impuls ab. Das Team sieht darin eine charakteristische Händigkeit, auch Chiralität genannt, die zur vorhergesagten Symmetrie des Materials passt.
Die Vorabfassung wurde bereits 2025 veröffentlicht. Der aktuelle Anlass ist die Fachveröffentlichung in Science am 29. Oktober 2026, deren Titel und Datum in den Verlagsmetadaten geführt werden. SLAC zufolge fand die erste Messung 2024 statt; Anfang 2025 wiederholte das Team das Experiment. Die zugängliche Vorabfassung nennt für die Messung eine Probentemperatur von 30 Kelvin. Das Ergebnis ist damit kein Nachweis eines bei Raumtemperatur arbeitenden Geräts.
Warum das für Elektronik interessant ist
In der Spintronik wollen Forschende neben der Ladung auch den Spin von Elektronen für elektronische Funktionen nutzen. Ein Material, dessen magnetische Beiträge sich insgesamt aufheben und das dennoch nutzbare spinabhängige Eigenschaften besitzt, könnte dafür neue Möglichkeiten eröffnen.
Die Messung klärt zunächst eine Frage der Grundlagenforschung: Welche magnetischen Anregungen treten in diesem Kristall auf und wie hängen sie mit seiner Ordnung zusammen? Ob und wie sich solche Zustände zuverlässig durch elektrische Signale oder Licht steuern lassen, muss weitere Forschung zeigen. Aus dem Versuch lässt sich weder ein konkreter Energieverbrauchsvorteil noch ein Zeitplan für ein Produkt ableiten.
Für die Materialforschung ist der Befund dennoch ein wichtiger Schritt. Er verbindet eine vorhergesagte Symmetrie mit einem experimentell beobachteten Signal und gibt Forschenden ein Werkzeug, um die Eigenschaften von Altermagneten genauer zu untersuchen.
Quellen
- SLAC National Accelerator Laboratory: SLAC researchers find proof of altermagnetism, 29. Oktober 2026.
- Jost et al.: Chiral Altermagnon in MnTe, Vorabfassung, Version vom 16. September 2025.
- Jost et al.: Chiral altermagnon in MnTe, Science, 29. Oktober 2026; bibliografische Angaben über Crossref geprüft.
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