Kagomes er et materiale hvis struktur er oppkalt etter en tradisjonell japansk kurvvevingsteknikk. Vevingen skaper et mønster av sekskanter omkranset av trekanter og omvendt. I Kagome-metaller etterligner atomkonfigurasjonen vevemønsteret. Denne egenskapen gjør at elektronene i stoffet oppfører seg annerledes.
Forskere fra det amerikanske energidepartementet Ames National Laboratory og Oak Ridge National Laboratory har nylig oppdaget magnetiske interaksjoner i den Kagome lagdelte topologiske magneten TbMn6Sn6. Oppdagelsen kan føre til å tilpasse hvordan elektroner strømmer gjennom disse materialene.
Forskere utførte en grundig undersøkelse av TbMn6Sn6 for å forstå materialet og dets magnetiske egenskaper bedre. Disse resultatene kan påvirke fremtidige teknologiske fremskritt innen kvantedatabehandling, magnetiske lagringsmedier og høypresisjonssensorer.
Rob McQueeney, en vitenskapsmann ved Ames Lab og prosjektlederen, forklarte at topologiske materialer sa: "Å bruke magnetiske atomer for å konstruere gitteret til disse materialene, slik som Mn i TbMn6Sn6, kan ytterligere bidra til å indusere topologiske trekk. De har en spesiell eiendom hvor under påvirkning av magnetisme, kan du få strømmer som flyter på kanten av materialet, som er dissipasjonsløse, noe som betyr at elektronene ikke sprer seg, og de sprer ikke energi.»
Spesielt forskere bestemte magnetismen i TbMn6Sn6. For sin analyse brukte de beregninger og nøytronspredningsdata samlet inn fra Oak Ridge Spallation Neutron Source for å utføre analysen.
Simon Riberolles, en postdoc-forsker ved Ames Lab og medlem av prosjektteamet, forklarte, «Den eksperimentelle teknikken teamet brukte. Teknikken involverer en stråle av nøytronpartikler som brukes til å teste hvor stiv den magnetiske ordenen er. Naturen og styrken til de forskjellige magnetiske interaksjonene som er tilstede i materialene kan alle kartlegges ved hjelp av denne teknikken."
McQueeney sa, "TbMn6Sn6 har konkurrerende interaksjoner mellom lagene eller frustrert magnetisme. "Så systemet må inngå et kompromiss. Vanligvis betyr det at hvis du pirker på den, kan du få den til å gjøre forskjellige ting. Men vi fant ut i dette materialet at selv om de konkurrerende interaksjonene er der, er andre interaksjoner dominerende.»
Riberolles sa, "Dette er den første detaljerte undersøkelsen av de magnetiske egenskapene til TbMn6Sn6 som er publisert. I forskning er det alltid spennende når du finner ut at du forstår noe nytt, eller du måler noe som ikke har vært sett før, eller som ble forstått delvis eller annerledes.»
McQueeney og Riberolles forklarte at funnene deres tyder på at materialet kan justeres for spesifikke magnetiske egenskaper, for eksempel ved å endre Tb for et annet sjeldne jordartselement, noe som ville endre forbindelsens magnetisme. Denne grunnleggende forskningen baner vei for fortsatt fremskritt i oppdagelsen av Kagome-metaller.
Tidsreferanse:
- SXM Riberolles et al., Lavtemperatur konkurrerende magnetiske energiskalaer i den topologiske ferrimagneten TbMn6Sn6, Fysisk gjennomgang X (2022). GJØR JEG: 10.1103/PhysRevX.12.021043
