Учёные обнаружили альтермагнетизм в сверхтонком диоксиде рутения
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Учёные из Университета Райса, Университета Миннесоты и Института Пауля Шеррера обнаружили альтермагнетизм в сверхтонких плёнках диоксида рутения — материала, который в объёмной форме считался немагнитным. Результаты, опубликованные в Science Advances, показывают, что деформация решётки в плёнках толщиной всего в несколько атомных слоёв индуцирует нетрадиционные спиновые текстуры. Это открытие предполагает возможность использования деформации для управления магнетизмом в будущих спинтронных устройствах.
Ключевые факты
- Диоксид рутения, ранее считавшийся немагнитным в объёмной форме, демонстрирует альтермагнитные спиновые текстуры при приготовлении в виде сверхтонкой плёнки толщиной всего в несколько атомных слоёв.
- Исследование возглавил физик из Университета Райса Мин Йи совместно с Бхаратом Джаланом из Университета Миннесоты и Миланом Радовичем из Института Пауля Шеррера; результаты опубликованы в Science Advances.
- Альтермагнитное поведение проявляется только тогда, когда сверхтонкая плёнка испытывает деформацию решётки, которая оказывает давление на атомную структуру материала.
- Для измерения спиновых текстур, выявивших нетрадиционный магнетизм, исследователи использовали спин-разрешённую фотоэмиссионную спектроскопию с угловым разрешением.
- Зависимость эффекта от деформации предполагает, что деформацию решётки можно использовать как ручку настройки для индукции или управления альтермагнетизмом в спинтронике и архитектурах оперативной памяти следующего поколения.
Альтермагнетизм в сверхтонких плёнках
Диоксид рутения был одним из первых материалов, предложенных в качестве кандидата на альтермагнетизм, но исследования его объёмной формы не дали свидетельств магнетизма. Новое исследование показывает, что его сверхтонкая форма, напротив, может быть ключом к появлению магнетизма. Команда измерила спиновые текстуры с помощью спин-разрешённой фотоэмиссионной спектроскопии с угловым разрешением — метода, который показывает, как спины электронов расположены в пространстве. Проанализировав измерения и дополнив интерпретацию теоретическими расчётами, исследователи обнаружили спиновые текстуры, согласующиеся с нетрадиционным магнетизмом в их экспериментальных условиях.
Деформация как управление магнетизмом
Необычное спиновое поведение появлялось только тогда, когда электронная структура сверхтонкого диоксида рутения испытывала деформацию решётки, которая оказывает давление на атомную структуру материала. Без этой деформации, как в естественной объёмной форме материала, спины электронов не проявляли признаков альтермагнетизма. Ичэнь Чжан, первый автор статьи и недавний выпускник Университета Райса, отметил, что зависимость от деформации предполагает возможность использования деформации решётки как ручки настройки для индукции или управления альтермагнетизмом. Такое управление может оказаться ценным для спинтроники — области, использующей как спин электрона, так и электрический заряд для обработки и хранения информации, а также для новых конструкций компьютерной памяти.
Споры о диоксиде рутения
Полученные результаты подчёркивают, насколько сложно идентифицировать и описывать поведение квантовых материалов. Результат открывает возможность того, что исследователи смогут целенаправленно регулировать деформацию решётки для управления магнитным поведением в будущих электронных материалах.
1 источник
Учёные обнаружили альтермагнетизм в сверхтонком диоксиде рутения
