Кагоме - це матеріал, структура якого названа на честь традиційної японської техніки плетіння кошиків. Плетіння створює візерунок з шестикутників, облямованих трикутниками і навпаки. У металах Кагоме конфігурація атомів імітує візерунок плетіння. Ця властивість призводить до того, що електрони в речовині поводяться по-різному.
Вчені з Міністерства енергетики США Національна лабораторія Еймса та Національна лабораторія Oak Ridge нещодавно виявили магнітні взаємодії в шаруватому топологічному магніті Кагоме TbMn6Sn6. Відкриття може призвести до налаштування того, як електрони протікають через ці матеріали.
Вчені провели поглиблене дослідження TbMn6Sn6, щоб краще зрозуміти матеріал і його магнітні характеристики. Ці результати можуть вплинути на майбутній технологічний прогрес у квантових обчисленнях, магнітних носіях інформації та високоточних датчиках.
Роб МакКуїні, вчений з лабораторії Еймс і керівник проекту, пояснив, що в топологічних матеріалах йдеться: «Використання магнітних атомів для побудови решітки цих матеріалів, таких як Mn у TbMn6Sn6, може додатково допомогти індукувати топологічні особливості. Вони мають особливу властивість, де під впливом магнетизм, ви можете отримати струми, які протікають по краю матеріалу, які не розсіюються, що означає, що електрони не розсіюються, і вони не розсіюють енергію».
Вчені, зокрема, визначили магнетизм у TbMn6Sn6. Для свого аналізу вони використовували розрахунки та дані про розсіювання нейтронів, зібрані з джерела нейтронів Oak Ridge Spallation Neutron Source.
Саймон Ріберольс, науковий співробітник Ames Lab і член команди проекту, пояснив: «Експериментальна техніка, яку використовувала команда. Техніка передбачає пучок нейтронних частинок, який використовується для перевірки жорсткості магнітного порядку. Природу та силу різних магнітних взаємодій, присутніх у матеріалах, можна визначити за допомогою цієї техніки».
МакКвіні сказав, «TbMn6Sn6 має конкуруючі взаємодії між шарами або розчарований магнетизм. «Тож система повинна піти на компроміс. Зазвичай це означає, що якщо ти тикати в нього, ти можеш змусити його робити різні речі. Але в цьому матеріалі ми з’ясували, що, хоча ці конкуруючі взаємодії присутні, інші взаємодії є домінуючими».
риберолі сказав, «Це перше опубліковане детальне дослідження магнітних властивостей TbMn6Sn6. У дослідженнях завжди цікаво, коли ви розумієте, що розумієте щось нове, або вимірюєте щось, чого раніше не бачили, або було зрозуміло частково чи інакше».
Маккуїні та Рібероллес пояснили, що їхні висновки свідчать про те, що матеріал можна скоригувати для певних магнітних характеристик, наприклад, змінивши Tb для іншого рідкоземельного елемента, що змінило б магнетизм сполуки. Це фундаментальне дослідження прокладає шлях для подальшого прогресу у відкритті металів Кагоме.
Довідка з журналу:
- SXM Riberolles та ін., Низькотемпературні конкуруючі шкали магнітної енергії в топологічному феррімагнетику TbMn6Sn6, Фізичний огляд X (2022). DOI: 10.1103/PhysRevX.12.021043
