Di laboratorium Universitas Chicago, para ilmuwan menemukan perilaku tak terduga elektron dalam material magnetik berlapis Fe₅GeTe₂: jutaan partikel bergerak bersama dengan sangat lambat, namun tetap mempertahankan koherensi kuantum. Fenomena ini bertentangan dengan model teoretis yang ada dan membuka jalan menuju jenis perangkat memori baru.
Material Fe₅GeTe₂ termasuk dalam keluarga magnet van der Waals, yang dapat diperoleh dalam bentuk lapisan setipis atom. Para peneliti di bawah pimpinan Profesor Shuolong Yang menggunakan metode spektroskopi fotoelektron dengan resolusi sudut. Mereka menyinari sampel dengan laser ultraviolet pada area seluas hanya 10 mikrometer dan melihat zona elektron datar — tanda bahwa elektron hampir tidak mengalami percepatan saat bergerak melalui material.
Dalam kondisi biasa, elektron dalam konduktor berperilaku seperti air yang mengalir deras menuruni lereng curam. Di sini, lerengnya hampir horizontal: partikel bergerak ribuan kali lebih lambat, tetapi bertindak secara terkoordinasi, seperti satu ansambel kuantum. «Kami tidak mengukur satu elektron, melainkan interaksi ribuan atau jutaan elektron, dan semuanya bergerak secara koheren,» jelas Yang.
Perilaku seperti ini bertahan hingga suhu 100 kelvin di atas nol absolut — angka yang relatif tinggi untuk efek kuantum. Hal ini membuat material tersebut menjanjikan untuk aplikasi praktis, meskipun masih jauh dari suhu ruangan. Para ilmuwan sudah menguji kemungkinan pengalihan keadaan dengan bantuan laser, yang bisa menjadi dasar bagi memori non-volatil generasi baru.
Penemuan ini memaksa kita meninjau ulang pemahaman tentang interaksi magnetik di dalam Fe₅GeTe₂. Para teoretisi kini harus mendeskripsikan kembali bagaimana struktur magnetik zat ini tersusun. Pada saat yang sama, para eksperimentator berencana menguji sifat-sifatnya dalam lapisan satu atom — justru dalam bentuk inilah material tersebut dapat menemukan penerapan dalam perangkat kuantum masa depan.
Karya ini didedikasikan untuk mengenang teoretisi terkemuka Peter Littlewood, yang memberikan kontribusi besar bagi penelitian material kuantum. Hasilnya dipublikasikan di Science Advances dan telah menarik minat para spesialis magnet dua dimensi.
