Οι αντισιδηρομαγνήτες έχουν εσωτερικό μαγνητισμό που παράγεται από το σπιν των ηλεκτρονίων. Ωστόσο, αυτά τα υλικά δεν έχουν εξωτερικό μαγνητικό πεδίο, πράγμα που σημαίνει ότι υπάρχει αρκετός χώρος για τη συσκευασία των μονάδων δεδομένων – bits πυκνά. Ως εκ τούτου, αποτελούν θέμα ενδιαφέροντος λόγω των δυνατοτήτων τους για αποθήκευση δεδομένων.
Η ιδιότητα που μετράται για την ανάγνωση ενός αντισιδηρομαγνητικού bit ονομάζεται φαινόμενο Hall, το οποίο είναι μια τάση που εμφανίζεται κάθετη στην εφαρμοζόμενη κατεύθυνση ρεύματος. Το σύμβολο της τάσης Hall αλλάζει όταν τα σπιν του αντισιδηρομαγνήτη έχουν αναστραφεί πλήρως. Ως αποτέλεσμα, η τάση Hall έχει δύο πρόσημα, το ένα αντιστοιχεί σε "1" και το άλλο σε "0".
Αν και οι επιστήμονες γνώριζαν για το φαινόμενο Hall στο σιδηρομαγνητικά υλικά Για μεγάλο χρονικό διάστημα, η επίδραση στους αντισιδηρομαγνήτες έχει αναγνωριστεί μόλις την τελευταία δεκαετία και εξακολουθεί να είναι ελάχιστα κατανοητή.
Τώρα, μια ομάδα ερευνητών στο Πανεπιστήμιο του Τόκιο στην Ιαπωνία, Cornell και Πανεπιστήμια Τζονς Χόπκινς στις ΗΠΑ, και το Πανεπιστήμιο του Μπέρμιγχαμ στο Ηνωμένο Βασίλειο έχουν προτείνει μια εξήγηση για το «φαινόμενο Hall» σε έναν αντισιδηρομαγνήτη Weyl (Mn3Sn). Αυτό το υλικό έχει ένα ιδιαίτερα ισχυρό αυθόρμητο αποτέλεσμα Hall.
Το Mn3Sn δεν είναι απόλυτα αντισιδηρομαγνητικό αλλά έχει ασθενές εξωτερικό μαγνητικό πεδίο. Οι ερευνητές ήθελαν να προσδιορίσουν εάν αυτό το ασθενές μαγνητικό πεδίο ήταν υπεύθυνο για το φαινόμενο Hall.
Η μελέτη τους χρησιμοποίησε μια συσκευή για την εφαρμογή ρυθμίσιμης πίεσης στο δοκιμασμένο υλικό. Εφαρμόζοντας αυτή την τάση σε αυτόν τον αντισιδηρομαγνήτη Weyl, παρατήρησαν ότι το υπολειπόμενο εξωτερικό μαγνητικό πεδίο αυξήθηκε.
Η τάση στο υλικό θα άλλαζε εάν το μαγνητικό πεδίο οδηγούσαν το φαινόμενο Hall. Οι ερευνητές απέδειξαν ότι η τάση δεν μεταβάλλεται σημαντικά, αποδεικνύοντας ότι το μαγνητικό πεδίο είναι ασήμαντο. Κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι το φαινόμενο Hall προκαλείται από τον τρόπο με τον οποίο τα περιστρεφόμενα ηλεκτρόνια είναι διατεταγμένα μέσα στο υλικό.
Ο Δρ Κλίφορντ Χικς στο Πανεπιστήμιο του Μπέρμιγχαμ είπε: «Αυτά τα πειράματα αποδεικνύουν ότι το φαινόμενο Hall προκαλείται από τις κβαντικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των ηλεκτρονίων αγωγιμότητας και των σπιν τους. Τα ευρήματα είναι σημαντικά για την κατανόηση – και τη βελτίωση – τεχνολογία μαγνητικής μνήμης. "
Αναφορά στο περιοδικό:
- Ikhlas, Μ., Dasgupta, S., Theuss, F. et al. Πιεζομαγνητική εναλλαγή του ανώμαλου φαινομένου Hall σε έναν αντισιδηρομαγνήτη σε θερμοκρασία δωματίου. Nat. Phys. (2022). DOI: 10.1038/s41567-022-01645-5
