I Kagome sono un materiale la cui struttura prende il nome da una tecnica tradizionale giapponese di tessitura dei cesti. La tessitura crea un motivo di esagoni delimitati da triangoli e viceversa. Nei metalli Kagome, la configurazione dell'atomo imita il modello di tessitura. Questa proprietà fa sì che gli elettroni nella sostanza si comportino in modo diverso.
Scienziati del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti Laboratorio Nazionale Ames ed Oak Ridge National Laboratory hanno recentemente scoperto interazioni magnetiche nel magnete topologico stratificato Kagome TbMn6Sn6. La scoperta potrebbe portare alla personalizzazione del modo in cui gli elettroni fluiscono attraverso questi materiali.
Gli scienziati hanno condotto un'indagine approfondita su TbMn6Sn6 per comprendere meglio il materiale e le sue caratteristiche magnetiche. Questi risultati potrebbero avere un impatto sui futuri progressi tecnologici nell'informatica quantistica, nei supporti di memorizzazione magnetici e nei sensori ad alta precisione.
Rob McQueeney, uno scienziato di Ames Lab e leader del progetto, ha spiegato che i materiali topologici dicevano: “L'uso di atomi magnetici per costruire il reticolo di questi materiali, come Mn in TbMn6Sn6, può ulteriormente aiutare a indurre caratteristiche topologiche. Hanno una proprietà speciale se sotto l'influenza di magnetismo, puoi ottenere correnti che scorrono sul bordo del materiale, che sono prive di dissipazione, il che significa che gli elettroni non si disperdono e non dissipano energia".
Gli scienziati, in particolare, hanno determinato il magnetismo in TbMn6Sn6. Per la loro analisi, hanno utilizzato calcoli e dati sulla dispersione dei neutroni raccolti dalla sorgente di neutroni di spallazione di Oak Ridge per condurre la loro analisi.
Simon Riberoles, un ricercatore post-dottorato associato presso Ames Lab e membro del team di progetto, ha spiegato: “La tecnica sperimentale utilizzata dal team. La tecnica prevede un raggio di particelle di neutroni utilizzato per testare quanto sia rigido l'ordine magnetico. La natura e la forza delle diverse interazioni magnetiche presenti nei materiali possono essere tutte mappate utilizzando questa tecnica”.
McQueeney ha detto, “TbMn6Sn6 ha interazioni in competizione tra gli strati o un magnetismo frustrato. “Quindi il sistema deve scendere a compromessi. Di solito, ciò significa che se lo prendi in giro, puoi farlo fare cose diverse. Ma abbiamo scoperto in questo materiale che, anche se queste interazioni in competizione sono presenti, altre interazioni sono dominanti".
Riberolli disse, “Questa è la prima indagine dettagliata sulle proprietà magnetiche di TbMn6Sn6 ad essere pubblicata. Nella ricerca, è sempre emozionante quando capisci di capire qualcosa di nuovo, o di misurare qualcosa che non è stato visto prima, o che è stato compreso in parte o in modo diverso.
McQueeney e Riberrolles hanno spiegato che le loro scoperte suggeriscono che il materiale potrebbe essere regolato per specifiche caratteristiche magnetiche, ad esempio cambiando la Tb per un diverso elemento di terre rare, che cambierebbe il magnetismo del composto. Questa ricerca fondamentale apre la strada a continui progressi nella scoperta dei metalli Kagome.
Riferimento della Gazzetta:
- SXM Riberoles et al., Scale di energia magnetica in competizione a bassa temperatura nel ferrimagnete topologico TbMn6Sn6, Revisione fisica X (2022). DOI: 10.1103/PhysRevX.12.021043
