В чистом манганите лантана удалось вызвать загадочное физическое явление

Колоссальное магнитосопротивление — это свойство с практическим применением в широком множестве электронных приборов, включая магнитные датчики и магнитную оперативную память.

Научная команда из института Карнеги с участием Марии Болдини, Хо-Квона Мао, Такаки Мурамацу и Виктора Стружкина успешно применила высокое давление для индуцирования колоссального магнитосопротивления, впервые в чистом образце состава под названием манганит лантана (LaMnO3).

Результаты опубликованы в издании Proceedings of the National Academy of Sciences.

Суть магнитосопротивления

Металлы — это составы, способные проводить поток электронов, составляющий электрический ток. Неметаллические составы не проводят ток. Магнитосопротивление — это способность составов менять свойство, от электрического сопротивления до электрической проводимости, в зависимости от наличия внешнего магнитного поля. Это свойство переключения от металла к неметаллу делает данный феномен полезным для электронных и спинтронных устройств.

Манганитовые составы, такие как LaMnO3, особенно перспективны в части колоссального магнитосопротивления, поскольку переход от изолятора к металлу на несколько порядков величины больше, чем в других типах материалов. Однако контроль и понимание этого феномена все еще недостаточны. До сих пор явление удавалось индуцировать в химически легированных, а не чистых образцах манганита.

Переход от неметалла к металлу в LaMnO3 наблюдается, когда состав комнатной температуры помещается под давлением в 316000 раз выше обычного атмосферного давления (32 гигапаскаля). Ученые показали, что под давлением LaMnO3 делится на две отдельных фазы, металлическую и неметаллическую. Химическая структура неметаллической фазы искажена, а металлическая не искажается.

Феномен вызывает кульминация

Смещение от изолятора к металлу происходит в момент, когда металлическая фаза превышает неметаллическую на определенную величину. Это подтверждается теоретическими предсказаниями. Однако существование периода, когда две фазы смешиваются, является важным ингредиентом индуцирования колоссального магнитосопротивления. Явление наблюдается, когда конкуренция между двумя фазами находится в наивысшей точке. Физическое разделение двух фаз и взаимодействие между деформированной и недеформированной структурами является ключевым к запуске колоссального магнитосопротивления.

«Способность индуцировать колоссальное магнитосопротивление, применяя давление к чистому нелегированному образцу, является главным шагом вперед в понимании физики, лежащей в основе явления, а также к потенциальному использованию этого на практике», заключила Болдини.

11.08.2015