Kagome so material, katerega struktura je dobila ime po tradicionalni japonski tehniki pletenja košar. Tkanje ustvari vzorec šesterokotnikov, obrobljenih s trikotniki in obratno. V kovinah Kagome konfiguracija atoma posnema vzorec tkanja. Ta lastnost povzroči, da se elektroni v snovi obnašajo drugače.
Znanstveniki z ameriškega ministrstva za energijo Nacionalni laboratorij Ames in Nacionalni laboratorij Oak Ridge so pred kratkim odkrili magnetne interakcije v plastnem topološkem magnetu Kagome TbMn6Sn6. Odkritje bi lahko pripeljalo do prilagoditve pretoka elektronov skozi te materiale.
Znanstveniki so izvedli poglobljeno preiskavo TbMn6Sn6, da bi bolje razumeli material in njegove magnetne značilnosti. Ti rezultati bi lahko vplivali na prihodnji tehnološki napredek kvantnega računalništva, magnetnih pomnilniških medijev in visoko natančnih senzorjev.
Rob McQueeney, znanstvenik v laboratoriju Ames in vodja projekta, je pojasnil, da topološki materiali pravijo, "Uporaba magnetnih atomov za konstrukcijo mreže teh materialov, kot je Mn v TbMn6Sn6, lahko dodatno pomaga inducirati topološke značilnosti. Imajo posebno lastnost, kjer pod vplivom magnetizem, lahko dobite tokove, ki tečejo na robu materiala, ki so brez disipacije, kar pomeni, da se elektroni ne razpršijo in ne razpršijo energije.«
Znanstveniki so zlasti določili magnetizem v TbMn6Sn6. Za analizo so uporabili izračune in podatke o sipanju nevtronov, zbrane iz vira nevtronov Oak Ridge Spallation Neutron Source.
Simon Riberolles, podoktorski znanstveni sodelavec pri Ames Lab in član projektne skupine, je pojasnil, »Eksperimentalna tehnika, ki jo je ekipa uporabila. Tehnika vključuje žarek nevtronskih delcev, ki se uporablja za testiranje, kako tog je magnetni red. Naravo in moč različnih magnetnih interakcij, ki so prisotne v materialih, je mogoče preslikati s to tehniko."
McQueeney je rekel, »TbMn6Sn6 ima konkurenčne interakcije med plastmi ali razočaran magnetizem. »Torej mora sistem narediti kompromis. Običajno to pomeni, da ga lahko pripravite do različnih stvari, če ga pocukate. Toda v tem gradivu smo ugotovili, da kljub temu, da so te konkurenčne interakcije prisotne, prevladujejo druge interakcije.«
Riberolles je dejal, »To je prva podrobna raziskava magnetnih lastnosti TbMn6Sn6, ki bo objavljena. V raziskavah je vedno vznemirljivo, ko ugotoviš, da razumeš nekaj novega, ali meriš nekaj, kar še nisi videl ali je bilo razumljeno delno ali drugače.”
McQueeney in Riberolles sta pojasnila, da njihove ugotovitve kažejo, da je material mogoče prilagoditi za posebne magnetne značilnosti, na primer s spremembo Tb za drug element redkih zemelj, kar bi spremenilo magnetizem spojine. Ta temeljna raziskava utira pot nadaljnjemu napredku pri odkrivanju kovin Kagome.
Referenca dnevnika:
- SXM Riberolles et al., Nizkotemperaturne konkurenčne lestvice magnetne energije v topološkem ferimagnetu TbMn6Sn6, Fizični pregled X (2022). DOI: 10.1103/PhysRevX.12.021043
