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
В ИТМО выяснили, как динамические системы переходят к хаосу | |
В Университете ИТМО ученые объяснили, как ... |
Applied Physics Express: Изобретен компактный лазер для дезинфекции | |
Первый в мире компактный синий полупровод... |
Ученые ЮУрГУ создают ковалентные каркасы — новый материал для оптики | |
Новые вещества под названием ковалентные ... |
Нагреватель будущего: как разработка студента МФТИ изменит наноэлектронику | |
Студент магистратуры Московского физико-технич... |
Выяснилось, что композиты с древесиной лучше выдерживают высокие температуры | |
Ученые из Российского экономического унив... |
Излучение 5G меняет ткани мозга крыс, но решать, плохо это или хорошо, пока рано | |
Ученые ТГУ провели эксперимент и про... |
Робот с винтовым двигателем сможет добывать полезные ископаемые на Луне | |
Экспериментальный робот показал, что може... |
Ученые создали элементы системы управления синхротронным пучком для СКИФа | |
Сотрудники университета и ученые из ... |
PNAS: Создан реактор для безопасной добычи лития из соляных растворов | |
Новое устройство, которое позволяет добывать л... |
Nature: Ученые исследуют строение ядер химических элементов с помощью лазеров | |
Группа ученых из разных стран попыталась ... |
Nature Nanotechnology: Новый материал охлаждает на 72% лучше любых термопаст | |
В местах, где хранятся и обрабатываю... |
NatComm: Учёные приблизились к созданию биополимеров, реагирующих на воду | |
Новый подход для понимания и предска... |
В Челябинске разрабатывают инновационное оборудование для вибрационных испытаний | |
Специалисты ЮУрГУ совместно с Уральским и... |
В ТПУ создали многоразовые накопители водорода из отечественного сырья | |
Более дешевые металлогидридные накопители водо... |
Новый подход к производству цифрового света решает проблемы 3D-печати | |
Новый метод производства цифрового света для&n... |
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику | |
Электроны вращаются без электрического за... |
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ | |
Новый программный комплекс представили ученые ... |
МАИ: Дроны-дефектоскописты уступают человеку в точности, зато берут скоростью | |
Методику создания синтетических данных для&nbs... |
Численное моделирование повысит эффективность 3D-печати из стали 316LSi | |
Морская нержавейка, или сталь 316LSi, шир... |
Создан особо пластичный алюминиевый сплав для высокотехнологичных отраслей | |
Новый сплав на основе алюминия создали ис... |
В НГУ разработали первые фильтры для технологии связи 6G | |
Уникальные фильтры для импульсной терагер... |
Nat. Nanotechnol: Разработан самоочищающийся электрод для синтеза пероксидов | |
Пероксиды металлов — MO₂, M=Ca, Sr,... |
В СПбГУ создали новые биоактивные молекулы с помощью золотого катализатора | |
Метод соединения двух простых веществ с п... |
AFM: Разработан материал для поглощения электромагнитных волн широкого спектра | |
Ультратонкий пленочный композитный материал, с... |
PRL: Доказана возможность открытия новых сверхтяжелых элементов | |
Уран — самый тяжелый из извест... |
NE: Новый жидкостный акустический датчик распознаёт голоса в шумной обстановке | |
Инженеры разработали множество сложных датчико... |
Science: Новый метод спектроскопии раскрывает квантовые секреты воды | |
Вода — это жизнь. Но водо... |
В ИРНИТУ создали первую партию инклинометров и объединили их в умную сеть | |
Сотрудники Центра маркшейдерских и геодез... |
Ученые УУНиТ создали первый отечественный станок для сухого электрополирования | |
Ученые Уфимского университета науки и тех... |
Ученые КФУ выяснили, как дефекты в полупроводниках влияют на свет | |
Физическая модель, которая описывает взаимодей... |