Antiferromagneetit ja nemaattinen faasi

Paras ehdokas seuraavan sukupolven magneettisille laitteille – teknologialle, joka voi syöttää virtaa, tallentaa, aistia tai siirtää informaatiota – saattaa vastoin intuitiota olla antiferromagneetit.

Tohokun yliopiston tutkijoiden johtama ryhmä on ottanut ensimmäisen askeleen kohti antiferromagneettisen teknologian kehittämistä. Tutkijat havaitsivat ensimmäistä kertaa, että virran vaikutuksesta antiferromagneetit voivat muodostaa sähköisesti havaittavan olomuodon, joka tunnetaan nimellä "nestekide" eli nemaatti.

"Työstämämme antiferromagneetit ovat pohjimmiltaan symmetrialtaan erilaiset kuin perinteiset ferromagneetit, mikä tarkoittaa, että ne eivät ole pelkästään vaihtoehtoinen materiaalialusta, vaan uudenlainen magneettiluokka, jonka odotetaan sisältävän täysin uusia elektronisia toimintoja", sanoo vastaava kirjoittaja Hideaki Sakai.

"Viimeaikaiset alan tutkimukset paljastavat erityisiä kiderakenteita, jotka mahdollistavat T-symmetrian rikkomisen ja uusia toiminnallisuuksia", Sakai sanoi. "Sitä vastoin P-symmetriaa rikkovista antiferromagneeteista tiedetään paljon vähemmän. Näissä järjestelmissä on elektronisia vyöhykkeitä, jotka johtavat fysikaalisiin ominaisuuksiin, jotka ovat perustavanlaatuisesti erilaisia kuin perinteisillä ferromagneeteilla tai T-symmetriaa rikkovilla antiferromagneeteilla."

Tutkimusryhmä tutki strontiummangaanibismutidia (SrMnBi2), kiteistä materiaalia, joka koostuu vuorottelevista PT-symmetrisistä antiferromagneettisista kerroksista ja erittäin johtavista Dirac-elektronikerroksista – materiaalista, joka mahdollistaa elektronien nopean ja lineaarisen liikkumisen.

Tämä tutkimus osoittaa ensimmäistä kertaa, että antiferromagneetit voivat esittää virran indusoiman elektronisen nestekidetilan, joka on suoraan havaittavissa sähköisenä resistanssin muutoksena. Tämä lupaa laadullisesti uusia piirirakennetoimintoja pikemminkin kuin olemassa olevien spintronisten teknologioiden asteittaisia parannuksia.

Tutkijoiden mukaan löytömme voivat tasoittaa tietä epätavanomaisten spintronisten ja valleytronisten laitteiden kehittämiselle, mikä laajentaa antiferromagneettisen spintroniikan soveltamisalaa.

Aiheesta aiemmin:

Heksaattinen faasi

Transistori muokkaa 2D-materiaalin elektronisia ominaisuuksia