Kagome's는 일본의 전통적인 바구니 짜는 기술을 따서 명명된 구조의 재료입니다. 직조는 삼각형으로 둘러싸인 육각형 패턴을 생성하고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. Kagome 금속에서 원자 구성은 직조 패턴을 모방합니다. 이 속성은 물질의 전자가 다르게 행동하도록 합니다.
미국 에너지부의 과학자들 에임스 국립 연구소 과 오크 리지 국립 연구소 최근 Kagome 층상 위상 자석 TbMn6Sn6에서 자기 상호 작용을 발견했습니다. 이 발견은 전자가 이러한 물질을 통해 흐르는 방식을 맞춤화하는 것으로 이어질 수 있습니다.
과학자들은 재료와 그 자기 특성을 더 잘 이해하기 위해 TbMn6Sn6에 대한 심층 조사를 수행했습니다. 이러한 결과는 양자 컴퓨팅, 자기 저장 매체 및 고정밀 센서의 미래 기술 발전에 영향을 미칠 수 있습니다.
Ames Lab의 과학자이자 프로젝트 리더인 Rob McQueeney는 토폴로지 재료가 다음과 같이 말했습니다. "TbMn6Sn6의 Mn과 같은 이러한 물질의 격자를 구성하기 위해 자성 원자를 사용하면 위상 특성을 유도하는 데 더 도움이 될 수 있습니다. 그들은 영향을받는 특별한 속성을 가지고 있습니다. 자기, 소산이 없는 물질의 가장자리에 흐르는 전류를 얻을 수 있습니다. 이는 전자가 산란되지 않고 에너지를 소산하지 않는다는 것을 의미합니다."
특히 과학자들은 TbMn6Sn6의 자성을 결정했습니다. 분석을 위해 Oak Ridge Spallation Neutron Source에서 수집한 계산 및 중성자 산란 데이터를 사용하여 분석을 수행했습니다.
Ames Lab의 박사후 연구원이자 프로젝트 팀원인 Simon Riberrolles는 다음과 같이 설명했습니다. “팀이 사용한 실험적 기법. 이 기술에는 자기 질서가 얼마나 단단한지 테스트하는 데 사용되는 중성자 입자 빔이 포함됩니다. 이 기술을 사용하여 재료에 존재하는 다양한 자기 상호 작용의 특성과 강도를 모두 매핑할 수 있습니다.”
맥퀴니가 말했다. “TbMn6Sn6은 층 사이에 경쟁적인 상호작용을 하거나 좌절된 자기를 가지고 있습니다. “그래서 시스템은 타협을 해야 합니다. 보통, 그것은 당신이 그것을 찌르면 당신이 다른 일을 하도록 얻을 수 있다는 것을 의미합니다. 그러나 우리는 이러한 경쟁적인 상호작용이 존재하더라도 다른 상호작용이 지배적이라는 것을 이 자료에서 발견했습니다.”
리베롤 말했다, “이것은 발표된 TbMn6Sn6의 자기적 특성에 대한 최초의 상세한 조사입니다. 연구에서 새로운 것을 이해하고 있다는 것을 알아내거나 이전에 본 적이 없거나 부분적으로 또는 다르게 이해된 것을 측정할 때 항상 흥미진진합니다.”
McQueeney와 Riberolles는 그들의 발견이 물질이 특정 자기 특성에 맞게 조정될 수 있음을 시사한다고 설명했습니다. 예를 들어 다른 희토류 원소에 대한 Tb를 변경하면 화합물의 자기가 변경될 수 있습니다. 이 기초 연구는 Kagome 금속 발견의 지속적인 발전을 위한 토대를 마련합니다.
저널 참조 :
- SXM Riberolles et al., 위상 페리자석 TbMn6Sn6의 저온 경쟁 자기 에너지 스케일, 물리적 검토 X (2022). DOI : 10.1103/PhysRevX.12.021043
