Физики сосредоточили внимание на «магноне», открытом три года назад в 2D-магните
Физики Райса подтвердили топологическое происхождение магнонов, магнитные особенности, обнаруженные ими три года назад в двумерном материале, которые могут оказаться полезными для кодирования информации в спинах электронов.
Аспирант Лебин Чен демонстрирует кристаллы трииодида хрома, которые он сделал в лаборатории Университета Райса. Сложенные слои атомарно тонкого двумерного трииодида хрома обладают необычными электронными и магнитными свойствами, которые могут оказаться полезными для технологий, кодирующих информацию в спинах электронов. Предоставлено: Джефф Фитлоу / Университет Райса.
Открытие, описанное в исследовании, опубликованном на этой неделе в журнале American Physical Society. Физический обзор X, обеспечивает новое понимание связанных с топологией спиновых возбуждений в материалах, известных как двумерные ван-дер-ваальсовые магниты. Эти материалы вызывают растущий интерес для спинтроники, движения в сообществе твердотельной электроники к технологиям, которые используют спины электронов для кодирования информации для вычислений, хранения и связи.
Спин — неотъемлемая черта квантовых объектов, и спины электронов играют ключевую роль в возникновении магнетизма.
Физик Райс Пэнчэн Дай, соавтор исследования, сказал, что эксперименты по неупругому рассеянию нейтронов на двумерном материале трийод хрома подтвердили происхождение топологической природы спиновых возбуждений, называемых магнонами, которые его группа и другие обнаружили в материале в 2018.
Последние эксперименты группы в источнике нейтронов расщепления в Оук-Риджской национальной лаборатории (ORNL) показали, что «спин-орбитальная связь вызывает асимметричные взаимодействия между спинами» электронов в трийоде хрома, сказал Дай. «В результате спины электронов по-разному ощущают магнитное поле движущихся ядер, и это влияет на их топологические возбуждения».
В материалах Ван-дер-Ваальса атомарно тонкие 2D-слои уложены стопкой, как страницы в книге. Атомы внутри слоев тесно связаны, но связи между слоями слабые. Материалы полезны для изучения необычного электронного и магнитного поведения. Например, один двумерный лист трийода хрома имеет такой же магнитный порядок, который заставляет магнитные наклейки прилипать к металлическому холодильнику. Стеки из трех или более 2D-слоев также имеют тот магнитный порядок, который физики называют ферромагнитным. Но два сложенных друг на друга листа трийода хрома имеют противоположный порядок, называемый антиферромагнитным.
Это странное поведение побудило Дая и его коллег изучить материал. Аспирант Райс Лебин Чен, ведущий автор журнала этой недели Физический обзор X В исследовании и исследовании 2018 года в том же журнале были разработаны методы изготовления и выравнивания листов трииодида хрома для экспериментов в ORNL. Путем бомбардировки этих образцов нейтронами и измерения возникающих спиновых возбуждений с помощью нейтронной времяпролетной спектрометрии Чен, Дай и его коллеги могут различать неизвестные особенности и поведение материала.
В своем предыдущем исследовании исследователи показали, что трийод хрома создает собственное магнитное поле благодаря магнонам, которые движутся так быстро, что кажется, будто они двигаются без сопротивления. Дай сказал, что последнее исследование объясняет, почему стопка из двух двумерных слоев трииодида хрома имеет антиферромагнитный порядок.
«Мы обнаружили свидетельства наличия в материале магнитного порядка, зависящего от укладки», — сказал Дай. Обнаружение происхождения и ключевых особенностей состояния важно, потому что оно могло существовать в других двумерных магнитах Ван-дер-Ваальса.
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
Похожие статьи
ДРУГИЕ НОВОСТИ
