Kagome's ماده ای است که ساختار آن از یک تکنیک سنتی سبد بافی ژاپنی نامگذاری شده است. بافندگی یک الگوی شش ضلعی ایجاد می کند که با مثلث ها حاشیه دارند و بالعکس. در فلزات Kagome، پیکربندی اتم الگوی بافت را تقلید می کند. این خاصیت باعث می شود که الکترون های موجود در ماده رفتار متفاوتی داشته باشند.
دانشمندان وزارت انرژی ایالات متحده آزمایشگاه ملی ایمز و آزمایشگاه ملی Oak Ridge اخیراً برهمکنش های مغناطیسی را در آهنربای توپولوژیکی لایه ای Kagome TbMn6Sn6 کشف کرده اند. این کشف می تواند منجر به سفارشی سازی نحوه جریان الکترون ها از طریق این مواد شود.
دانشمندان برای درک بهتر این ماده و ویژگی‌های مغناطیسی آن، تحقیقات عمیقی روی TbMn6Sn6 انجام دادند. این نتایج می‌تواند بر پیشرفت‌های فناوری آینده در محاسبات کوانتومی، رسانه‌های ذخیره‌سازی مغناطیسی و حسگرهای با دقت بالا تأثیر بگذارد.
راب مک کوئینی، دانشمند آزمایشگاه ایمز و رهبر پروژه، توضیح داد که مواد توپولوژیکی می‌گویند: استفاده از اتم های مغناطیسی برای ساخت شبکه این مواد، مانند منگنز در TbMn6Sn6، می تواند بیشتر به القای ویژگی های توپولوژیکی کمک کند. آنها دارای خاصیت خاصی هستند که در آن تحت تأثیر مغناطیسمی‌توانید جریان‌هایی را دریافت کنید که روی لبه مواد جریان می‌یابند، که بدون اتلاف هستند، به این معنی که الکترون‌ها پراکنده نمی‌شوند و انرژی را از بین نمی‌برند.»
دانشمندان، به ویژه، مغناطیس را در TbMn6Sn6 تعیین کردند. برای تجزیه و تحلیل خود، آنها از محاسبات و داده های پراکندگی نوترون جمع آوری شده از منبع نوترونی Oak Ridge Spallation برای انجام تجزیه و تحلیل خود استفاده کردند.
سیمون ریبرولز، محقق فوق دکتری در آزمایشگاه ایمز و عضو تیم پروژه، توضیح داد: «تکنیک آزمایشی که تیم استفاده کرد. این تکنیک شامل پرتوی از ذرات نوترونی است که برای آزمایش صلب بودن نظم مغناطیسی استفاده می‌شود. ماهیت و قدرت برهمکنش های مغناطیسی مختلف موجود در مواد را می توان با استفاده از این تکنیک ترسیم کرد.
مک کوئینی گفت، TbMn6Sn6 دارای فعل و انفعالات رقابتی بین لایه ها یا مغناطیس ناامید است. بنابراین سیستم باید مصالحه کند. معمولاً به این معنی است که اگر به آن ضربه بزنید، می توانید آن را وادار به انجام کارهای مختلف کنید. اما ما در این مطالب دریافتیم که حتی اگر آن تعاملات رقابتی وجود دارد، تعاملات دیگر غالب هستند.
ریبرولز گفت:, این اولین بررسی دقیق از خواص مغناطیسی TbMn6Sn6 است که منتشر شده است. در تحقیقات، زمانی که متوجه می‌شوید چیز جدیدی را می‌فهمید، یا چیزی را که قبلاً دیده نشده است، یا به طور جزئی یا متفاوت درک شده است، اندازه‌گیری می‌کنید، همیشه هیجان‌انگیز است.»
مک‌کوئینی و ریبرولز توضیح دادند که یافته‌های آنها نشان می‌دهد که این ماده را می‌توان برای ویژگی‌های مغناطیسی خاص تنظیم کرد، برای مثال، با تغییر Tb برای یک عنصر خاکی کمیاب متفاوت، که می‌تواند مغناطیس ترکیب را تغییر دهد. این تحقیق بنیادی راه را برای پیشرفت های مستمر در کشف فلزات کاگومه هموار می کند.
مرجع مجله:
- S. X. M. Riberolles و همکاران، مقیاس‌های انرژی مغناطیسی رقابتی با دمای پایین در آهنربای توپولوژیکی TbMn6Sn6، بررسی فیزیکی X (2022) DOI: 10.1103/PhysRevX.12.021043
