Kagome's הם חומר שהמבנה שלו נקרא על שם טכניקת אריגת סלים יפנית מסורתית. האריגה יוצרת דוגמה של משושים הגובלים במשולשים ולהיפך. במתכות קגומה, תצורת האטום מחקה את תבנית האריגה. תכונה זו גורמת לאלקטרונים בחומר להתנהג אחרת.
מדענים ממשרד האנרגיה האמריקאי המעבדה הלאומית של איימס ו המעבדה הלאומית של אוק רידג ' גילו לאחרונה אינטראקציות מגנטיות במגנט הטופולוגי השכבתי של Kagome TbMn6Sn6. התגלית עשויה להוביל להתאמה אישית של אופן זרימת האלקטרונים דרך חומרים אלה.
מדענים ערכו חקירה מעמיקה של TbMn6Sn6 כדי להבין טוב יותר את החומר ואת המאפיינים המגנטיים שלו. תוצאות אלו עשויות להשפיע על התקדמות טכנולוגית עתידית במחשוב קוונטי, מדיות אחסון מגנטיות וחיישנים בעלי דיוק גבוה.
רוב מקוויני, מדען במעבדת איימס ומנהיג הפרויקט, הסביר כי חומרים טופולוגיים אמרו, "שימוש באטומים מגנטיים לבניית הסריג של חומרים אלה, כמו Mn ב-TbMn6Sn6, יכול לעזור עוד יותר לגרום לתכונות טופולוגיות. יש להם נכס מיוחד שבו תחת השפעת מגנטיות, ניתן לקבל זרמים שזורמים על קצה החומר, שהם חסרי פיזור, מה שאומר שהאלקטרונים לא מתפזרים, והם לא מפזרים אנרגיה”.
מדענים, במיוחד, קבעו את המגנטיות ב-TbMn6Sn6. לצורך הניתוח שלהם, הם השתמשו בחישובים ובנתוני פיזור נויטרונים שנאספו ממקור הניוטרונים של Oak Ridge Spallation כדי לבצע את הניתוח שלהם.
סיימון ריברולס, עמית מחקר פוסט-דוקטורט במעבדת איימס וחבר צוות הפרויקט, הסביר, "הטכניקה הניסיונית שבה השתמש הצוות. הטכניקה כוללת קרן של חלקיקי נויטרונים המשמשת כדי לבדוק עד כמה הסדר המגנטי קשיח. ניתן למפות את הטבע והחוזק של האינטראקציות המגנטיות השונות הקיימות בחומרים באמצעות טכניקה זו."
מקוויני אמר, "ל-TbMn6Sn6 יש אינטראקציות מתחרות בין השכבות או מגנטיות מתוסכלת. "אז המערכת צריכה לעשות פשרה. בדרך כלל, זה אומר שאם אתה מחטט בו, אתה יכול לגרום לו לעשות דברים שונים. אבל גילינו בחומר הזה שלמרות שהאינטראקציות המתחרות האלה קיימות, אינטראקציות אחרות דומיננטיות".
ריברולס אמר, "זו החקירה המפורטת הראשונה של התכונות המגנטיות של TbMn6Sn6 שמתפרסמת. במחקר, זה תמיד מרגש כשאתה מבין שאתה מבין משהו חדש, או שאתה מודד משהו שלא נראה קודם, או הובן באופן חלקי או שונה".
מקוויני וריברולס הסבירו שהממצאים שלהם מצביעים על כך שניתן להתאים את החומר למאפיינים מגנטיים ספציפיים, למשל, על ידי שינוי ה-Tb עבור יסוד אדמה נדיר אחר, מה שישנה את המגנטיות של התרכובת. מחקר בסיסי זה סולל את הדרך להתקדמות מתמשכת בגילוי מתכות קגומה.
עיון ביומן:
- SXM Riberolles וחב', סולמות אנרגיה מגנטיות מתחרות בטמפרטורה נמוכה ב-Ferrimagnet הטופולוגי TbMn6Sn6, סקירה גופנית X (2022). DOI: 10.1103/PhysRevX.12.021043
