Группа специалистов из Национальной лаборатории Эймса провела углубленное исследование магнетизма TbMn6Sn6, слоистого топологического магнита кагоме. Они с удивлением обнаружили, что переориентация магнитных спинов в TbMn6Sn6 происходит за счет генерации все большего числа магнитно-изотропных ионов при повышении температуры. Роб Маккуини, ученый из лаборатории Эймса и руководитель проекта, пояснил, что в материале TbMn6Sn6 присутствуют два различных магнитных иона — тербия и марганца. Направление моментов марганца контролирует топологическое состояние, «но именно момент тербия определяет направление, в котором направлен марганец», — сказал он.
В этом слоистом материале существует магнитный фазовый переход, который происходит при повышении температуры. Во время этого фазового перехода магнитные моменты меняют направление с перпендикулярного слою кагоме, или одноосного, на направленное внутри слоя, или планарное. Этот переход называется спиновой переориентацией. Маккуини пояснил, что в металлах кагоме направление спина контролирует свойства топологических электронов или электронов Дирака. Дираковские электроны возникают там, где магнитные полосы соприкасаются в одной точке. Однако магнитный порядок приводит к образованию зазоров в точках соприкосновения полос. Этот зазор стабилизирует состояние топологического изолятора Черна.
В рамках исследования TbMn6Sn6 команда провела эксперименты по неупругому рассеянию нейтронов на Spallation Neutron Source, чтобы понять, как магнитные взаимодействия в материале приводят к переходу спиновой переориентации. Маккуини отметил, что при низких температурах тербий стремится быть одноосным, а марганец — планарным, поэтому они противоречат друг другу. По словам Маккуини, поведение при очень низких и очень высоких температурах соответствует ожиданиям. При низких температурах тербий одноосный (с электронными орбиталями в форме эллипсоида). При высоких температурах тербий магнитно изотропен (со сферической формой орбиталей), что позволяет планарному Mn определять направление общего момента. Команда предполагала, что каждая тербиевая орбиталь будет постепенно деформироваться от эллипсоида к сферической. Вместо этого они обнаружили, что оба типа тербия существуют при промежуточных температурах, однако популяция сферического тербия увеличивается с ростом температуры.
Результаты опубликованы в издании Nature Communications. 10.07.2023 |
Хайтек
Созданы чернила для 3D-печати гибких устройств без механических соединений | |
Для инженеров, работающих над мягкой робо... |
Инструмент прогнозирования ускорит исследования в области сверхпроводников | |
Функциональность многих современных передовых ... |
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом | |
С помощью большой языковой модели инженеры Мас... |
В двумерных сверхпроводниках открыта незаметная квантовая критическая точка | |
Слабые флуктуации в сверхпроводимости, яв... |
Роняйте на здоровье. Разработан материал для электроники с адаптивной прочностью | |
Неприятности случаются каждый день, и есл... |
2-фотонная фотоэмиссионная спектроскопия помогла понять поведение электронов | |
Органическая электроника — область,... |
Печатный полимер позволяет изучить хиральность и спины при комнатной температуре | |
Печатаемый органический полимер, который при&n... |
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах | |
Исследовательская группа, работающая в UN... |
PRL: Ученые продвинулись в управляемом ускорении электронов в микромасштабе | |
Исследователи из Стэнфорда приблизились к... |
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий | |
Когда речь заходит о сверхпроводящих куби... |
Optica Quantum: Ученые разработали новый метод определения квантовых состояний | |
Ученые из Университета Падерборна примени... |
Физики впервые услышали звуки "схлопывания" тепла в сверхтекучей жидкости | |
В большинстве материалов тепло предпочитает ра... |
Nature Communications: Ученые придумали, как защитить золотые катализаторы | |
Впервые исследователи, в том числе и... |
Nature Photonics: Поставлен рекорд эффективности первоскитовых светодиодов | |
Используя простой метод solvent sieve, исследо... |
Создан новый сверхпроводник из иридия, циркония и платины с хиральной структурой | |
Исследователи из Токийского университета ... |
Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов | |
Исследователи из Калифорнийского универси... |
В Японии робота с живыми мышцами научили ходить под водой — на суше он высохнет | |
Исследователи из Токийского университета ... |
PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути | |
Исследователи из Принстона применили спле... |
Создано доступное и экологичное решение для плоских дисплеев и носимой техники | |
Исследовательская группа под руководством... |
Разработан экологичный способ производства проводящих чернил для электроники | |
Исследователи из Университета Линчепинга,... |
AFM: Ученые разрабатывают технологию интеграции искусственных нейронных сетей | |
С появлением таких новых отраслей, как ис... |
Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ | |
Ученые из Томского политехнического униве... |
Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света | |
В основе глобальной интернет-связи лежит оптич... |
Создан новый держатель образцов для измерения температур в сверхмалом диапазоне | |
Группа специалистов из Helmholtz-Zentrum ... |
Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения | |
Мемристорные устройства представляют собой кат... |
Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников | |
Замещающее легирование чужеродными элементами ... |
eLight: Разработан подход для создания сверхчувствительных сенсоров | |
Датчики — важнейшие инструменты для... |
Монополи фазы Берри применили для создания высокотемпературных спинтроников | |
Спинтроники — это электронные ... |
Создан новый подход для разработки новых оптических устройств для биомедицины | |
Интегрированные сети распределения, обработки ... |
LAM: Создано устройство, способное произвести революцию в использовании света | |
Жидкокристаллические, или ЖК, фазовые мод... |