Os Kagome's são um material cuja estrutura tem o nome de uma técnica tradicional de cestaria japonesa. A tecelagem cria um padrão de hexágonos delimitados por triângulos e vice-versa. Nos metais Kagome, a configuração do átomo imita o padrão de tecelagem. Essa propriedade faz com que os elétrons na substância se comportem de maneira diferente.
Cientistas do Departamento de Energia dos EUA Laboratório Nacional de Ames e Laboratório Nacional de Oak Ridge descobriram recentemente interações magnéticas no ímã topológico em camadas de Kagome TbMn6Sn6. A descoberta pode levar à personalização de como os elétrons fluem através desses materiais.
Os cientistas realizaram uma investigação aprofundada do TbMn6Sn6 para entender melhor o material e suas características magnéticas. Esses resultados podem impactar futuros avanços tecnológicos em computação quântica, mídia de armazenamento magnético e sensores de alta precisão.
Rob McQueeney, cientista do Ames Lab e líder do projeto, explicou que os materiais topológicos diziam: “O uso de átomos magnéticos para construir a rede desses materiais, como o Mn em TbMn6Sn6, pode ajudar ainda mais a induzir características topológicas. Eles têm uma propriedade especial onde sob a influência de magnetismo, você pode obter correntes que fluem na borda do material, que não têm dissipação, o que significa que os elétrons não se espalham e não dissipam energia.”
Os cientistas, em particular, determinaram o magnetismo em TbMn6Sn6. Para sua análise, eles usaram cálculos e dados de dispersão de nêutrons coletados da Oak Ridge Spallation Neutron Source para conduzir sua análise.
Simon Riberolles, pesquisador associado de pós-doutorado no Ames Lab e membro da equipe do projeto, explicou: “A técnica experimental que a equipe usou. A técnica envolve um feixe de partículas de nêutrons usado para testar a rigidez da ordem magnética. A natureza e a força das diferentes interações magnéticas presentes nos materiais podem ser mapeadas usando esta técnica.”
McQueeney disse, “TbMn6Sn6 tem interações concorrentes entre as camadas ou magnetismo frustrado. “Então o sistema tem que fazer um compromisso. Normalmente, isso significa que, se você cutucá-lo, poderá fazê-lo fazer coisas diferentes. Mas descobrimos neste material que, embora essas interações concorrentes estejam lá, outras interações são dominantes.”
Riberoles dito, “Esta é a primeira investigação detalhada das propriedades magnéticas de TbMn6Sn6 a ser publicada. Na pesquisa, é sempre emocionante quando você descobre que entende algo novo, ou mede algo que não foi visto antes, ou foi entendido de forma parcial ou diferente.”
McQueeney e Riberolles explicaram que suas descobertas sugerem que o material pode ser ajustado para características magnéticas específicas, por exemplo, trocando o Tb por um elemento de terra rara diferente, o que mudaria o magnetismo do composto. Esta pesquisa fundamental abre caminho para avanços contínuos na descoberta de metais Kagome.
Jornal de referência:
- SXM Riberolles et al., Low-Temperature Competing Magnetic Energy Scales in the Topological Ferrimagnet TbMn6Sn6, Revisão física X (2022). DOI: 10.1103/PhysRevX.12.021043
