I ricercatori della Rice University hanno dimostrato un nuovo metodo per manipolare il flusso di elettroni in un materiale altermagnetico applicando un deformazione uniaxiale, secondo uno studio pubblicato su Physical Review X. La svolta coinvolge il tellururo di manganese esagonale, un altermagnete con potenziali applicazioni nelle tecnologie di trasporto di spin. Inducendo uno stato di dominio magnetico singolo attraverso un deformazione controllata, il team è stato in grado di osservare e misurare proprietà magnetiche precedentemente oscure, offrendo nuove intuizioni su come si comportano gli altermagneti sotto stress esterno.
Gli altermagneti, a differenza dei ferromagneti tradizionali o degli antiferromagneti, presentano proprietà magnetiche uniche che potrebbero consentire un'archiviazione e un'elaborazione dei dati più efficienti. Tuttavia, questi materiali spesso formano strutture complesse e multidominio in cui i momenti magnetici si allineano in più direzioni, complicando l'analisi. Il team di Rice ha affrontato questa sfida sottoponendo il materiale a tensione uniaxiale, un processo che allunga il cristallo lungo un singolo asse. Questa tecnica ha ridotto efficacemente il materiale a un singolo dominio magnetico, semplificando la misurazione della sua struttura magnetica intrinseca.
Secondo i ricercatori, l'applicazione di deformazione uniaxiale non solo ha chiarito la configurazione magnetica, ma ha anche rivelato una netta anomalia nella risposta del materiale alle correnti elettriche. In particolare, hanno osservato una caratteristica netta nel segnale anomalo di Hall, che misura la tensione laterale prodotta quando una corrente elettrica passa attraverso un materiale magnetico. A temperature inferiori a circa 230 K (-45 ° F), il deformazione potrebbe invertire la polarità di questo effetto alterando la direzione del flusso di elettroni. Questo fenomeno, descritto come non tipico per i magneti convenzionali, suggerisce una connessione più profonda tra deformazione meccanica e trasporto elettronico negli altermagneti.
I risultati evidenziano il ruolo dello sforzo nella modifica della curvatura di Berry, un concetto astratto della meccanica quantistica che influenza il modo in cui gli elettroni si muovono nei campi magnetici. Il team ha scoperto che, anche se le interazioni magnetiche fondamentali sono rimaste stabili, lo sforzo applicato ha indotto cambiamenti misurabili nella curvatura di Berry, influenzando così l'effetto anomalo di Hall. Questa intuizione apre possibilità per la sintonizzazione delle proprietà elettroniche del materiale senza fare affidamento esclusivamente sulle regolazioni della temperatura, che sono impraticabili per le applicazioni del mondo reale. Uno dei vantaggi chiave di questo approccio risiede nella sua scalabilità.
I ricercatori hanno notato che un cambiamento dell'1% di deformazione corrisponde a un cambiamento di temperatura di 150 K, il che significa che deformazioni meccaniche minori potrebbero ottenere effetti simili a condizioni termiche estreme.
Lo studio, condotto da Pengcheng Dai, professore di fisica e astronomia di Sam e Helen Worden, e che ha coinvolto lo studente laureato Sijie Xu e il ricercatore Zhaoyu Liu, segna un passo critico verso la comprensione e l'utilizzo dell'altermagnetismo. Il loro lavoro fornisce un quadro per ulteriori esplorazioni su come lo sforzo meccanico può essere utilizzato per controllare i comportamenti magnetici ed elettronici in materiali avanzati.
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