Kagome’s sunt un material a cărui structură poartă numele unei tehnici tradiționale de țesut de coșuri japoneze. Țeserea creează un model de hexagoane mărginite de triunghiuri și invers. În metalele Kagome, configurația atomului imită modelul de țesut. Această proprietate face ca electronii din substanță să se comporte diferit.
Oamenii de știință de la Departamentul de Energie al SUA Laboratorul Național Ames și Oak Ridge Laboratory National au descoperit recent interacțiuni magnetice în magnetul topologic stratificat Kagome TbMn6Sn6. Descoperirea ar putea duce la personalizarea modului în care electronii circulă prin aceste materiale.
Oamenii de știință au efectuat o investigație aprofundată a TbMn6Sn6 pentru a înțelege mai bine materialul și caracteristicile sale magnetice. Aceste rezultate ar putea avea un impact asupra progreselor tehnologice viitoare în calculul cuantic, mediile de stocare magnetice și senzorii de înaltă precizie.
Rob McQueeney, om de știință la Ames Lab și liderul proiectului, a explicat că materialele topologice au spus: „Folosirea atomilor magnetici pentru a construi rețeaua acestor materiale, cum ar fi Mn în TbMn6Sn6, poate ajuta și mai mult la inducerea unor caracteristici topologice. Au o proprietate specială unde se află sub influența magnetism, puteți obține curenți care curg pe marginea materialului, care sunt fără disipare, ceea ce înseamnă că electronii nu se împrăștie și nu disipă energie.”
Oamenii de știință, în special, au determinat magnetismul în TbMn6Sn6. Pentru analiza lor, au folosit calcule și date de împrăștiere a neutronilor colectate de la Oak Ridge Spallation Neutron Source pentru a-și efectua analiza.
Simon Riberolles, asociat de cercetare postdoc la Ames Lab și membru al echipei de proiect, a explicat: „Tehnica experimentală folosită de echipa. Tehnica implică un fascicul de particule de neutroni folosit pentru a testa cât de rigidă este ordinea magnetică. Natura și puterea diferitelor interacțiuni magnetice prezente în materiale pot fi toate cartografiate folosind această tehnică.”
McQueeney a spus, „TbMn6Sn6 are interacțiuni concurente între straturi sau magnetism frustrat. „Deci sistemul trebuie să facă un compromis. De obicei, asta înseamnă că, dacă îl înțepi, îl poți determina să facă diferite lucruri. Dar am aflat în acest material că, deși acele interacțiuni concurente sunt acolo, alte interacțiuni sunt dominante.”
Riberolles a spus, „Aceasta este prima investigație detaliată a proprietăților magnetice ale TbMn6Sn6 care va fi publicată. În cercetare, este întotdeauna interesant când îți dai seama că înțelegi ceva nou sau măsori ceva care nu a fost văzut înainte sau a fost înțeles parțial sau diferit.”
McQueeney și Riberolles au explicat că descoperirile lor sugerează că materialul ar putea fi ajustat pentru caracteristici magnetice specifice, de exemplu, prin schimbarea Tb pentru un alt element de pământ rar, ceea ce ar schimba magnetismul compusului. Această cercetare fundamentală deschide calea pentru progrese continue în descoperirea metalelor Kagome.
Referința jurnalului:
- SXM Riberolles et al., Scale de energie magnetică concurente la temperatură joasă în ferimagnetul topologic TbMn6Sn6, Revizuirea fizică X (2022). DOI: 10.1103/PhysRevX.12.021043
