Kagome, yapısını geleneksel Japon sepet dokuma tekniğinden alan bir malzemedir. Dokuma, üçgenlerle çevrelenmiş altıgenlerden oluşan bir desen oluşturur ve bunun tersi de geçerlidir. Kagome metallerinde atom konfigürasyonu dokuma desenini taklit eder. Bu özellik maddedeki elektronların farklı davranmasına neden olur.
ABD Enerji Bakanlığı'ndan bilim insanları Ames Ulusal Laboratuvarı ve Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı yakın zamanda Kagome katmanlı topolojik mıknatıs TbMn6Sn6'da manyetik etkileşimler keşfettiler. Keşif, elektronların bu materyallerden nasıl aktığını özelleştirmeye yol açabilir.
Bilim insanları, malzemeyi ve manyetik özelliklerini daha iyi anlamak için TbMn6Sn6 üzerinde derinlemesine bir araştırma gerçekleştirdi. Bu sonuçlar kuantum hesaplama, manyetik depolama ortamı ve yüksek hassasiyetli sensörlerdeki gelecekteki teknolojik gelişmeleri etkileyebilir.
Ames Laboratuvarı'ndan bir bilim adamı ve proje lideri olan Rob McQueeney, topolojik materyallerin şunları söylediğini açıkladı: "TbMn6Sn6'daki Mn gibi bu malzemelerin kafesini oluşturmak için manyetik atomları kullanmak, topolojik özelliklerin ortaya çıkmasına daha fazla yardımcı olabilir. Etkisi altında özel bir mülkleri var. manyetizmamalzemenin kenarından dağılmayan akımlar elde edebilirsiniz, bu da elektronların dağılmadığı ve enerjiyi dağıtmadığı anlamına gelir."
Bilim insanları özellikle TbMn6Sn6'daki manyetizmayı belirledi. Analizleri için Oak Ridge Spallation Nötron Kaynağından toplanan hesaplamaları ve nötron saçılım verilerini kullandılar.
Ames Laboratuvarı'nda doktora sonrası araştırma görevlisi ve proje ekibi üyesi Simon Riberolles şöyle açıkladı: “Ekibin kullandığı deneysel teknik. Teknik, manyetik düzenin ne kadar katı olduğunu test etmek için kullanılan bir nötron parçacıkları ışınını içerir. Malzemelerde mevcut olan farklı manyetik etkileşimlerin doğası ve gücü, bu teknik kullanılarak haritalandırılabilir."
McQueeney dedi ki: "TbMn6Sn6'nın katmanlar arasında rekabet eden etkileşimleri veya engellenmiş manyetizması var. “Dolayısıyla sistemin bir uzlaşmaya varması gerekiyor. Genellikle bu, onu dürttüğünüzde farklı şeyler yapmasını sağlayabileceğiniz anlamına gelir. Ancak bu materyalde, her ne kadar rakip etkileşimler mevcut olsa da diğer etkileşimlerin baskın olduğunu öğrendik."
Riberoller şuraya, "Bu, TbMn6Sn6'nın manyetik özelliklerine ilişkin yayınlanacak ilk ayrıntılı araştırmadır. Araştırmada, yeni bir şeyi anladığınızı anlamak ya da daha önce görülmemiş ya da kısmen ya da farklı şekilde anlaşılmış bir şeyi ölçmek her zaman heyecan vericidir.”
McQueeney ve Riberolles, bulgularının malzemenin belirli manyetik özelliklere göre ayarlanabileceğini öne sürdüğünü açıkladı; örneğin Tb'yi farklı bir nadir toprak elementiyle değiştirerek, bu da bileşiğin manyetizmasını değiştirecek. Bu temel araştırma, Kagome metallerinin keşfinde devam eden ilerlemelerin yolunu açıyor.
Dergi Referans:
- SXM Riberolles ve diğerleri, Topolojik Ferrimagnet TbMn6Sn6'da Düşük Sıcaklıkta Rekabet Eden Manyetik Enerji Ölçekleri, Fiziksel İnceleme X (2022). DOI: 10.1103/PhysRevX.12.021043
