Альтермагнетики: как управлять электронами с помощью квантовой геометрии?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Мир магнетизма, казалось бы, хорошо изучен: ферромагнетики, притягивающиеся к магниту, и антиферромагнетики, практически не реагирующие на его воздействие. Но наука не стоит на месте, и недавно исследователи открыли новый класс магнитных материалов — альтермагнетики. Их необычные свойства интригуют ученых и открывают захватывающие перспективы в электронике и спинтронике.

Что же такого особенного в этих материалах? Секрет кроется в уникальном поведении спина электронов. В отличие от ферро- и антиферромагнетиков, где спины электронов упорядочены определенным образом, в альтермагнетиках спин зависит от импульса электрона. Эта зависимость порождает необычный тип магнетизма, открывающий путь к созданию принципиально новых устройств.

Альтермагнетизм, вольная интерпретация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Но не только практическое применение привлекает внимание ученых. Альтермагнетики стали ключом к пониманию сложных квантовых явлений, в частности, влияния квантовой геометрии на свойства материалов. Представьте себе электрон, движущийся в кристаллической решетке. Его движение можно описать не только траекторией, но и абстрактным пространством, геометрия которого определяется квантовыми свойствами материала. Эта геометрия, описываемая такими понятиями, как кривизна Берри и квантовая метрика, непосредственно влияет на отклик материала на внешние воздействия, например, электрическое поле.

В антиферромагнетиках, обладающих PT-симметрией (комбинацией симметрий чётности и обращения времени), кривизна Берри равна нулю, и нелинейный отклик второго порядка определяется квантовой метрикой. Но альтермагнетики лишены PT-симметрии, и влияние квантовой геометрии на их свойства долго оставалось загадкой.

Недавно ученые из Университета Стоуни-Брук сделали важный шаг в понимании этой загадки. Они исследовали нелинейный отклик планарных альтермагнетиков и обнаружили удивительный эффект: ведущим нелинейным откликом в этих материалах является отклик третьего порядка, индуцированный квантовой геометрией. Это открытие имеет фундаментальное значение, поскольку демонстрирует прямую связь между абстрактными квантово-геометрическими характеристиками и макроскопическими свойствами материала.

Чередование магнитного и кристаллического рисунка в альтермагнитном теллуриде марганца (MnTe, слева) и диоксиде рутения (RuO2, справа).
Автор: By Libor Šmejkal — Provided by the author, CC BY-SA 4.0 Источник: commons.wikimedia.org

Более того, оказалось, что этот отклик необычайно силен благодаря большому спиновому расщеплению в альтермагнетиках. Слабое спин-орбитальное взаимодействие также проявляется в нелинейном отклике, что открывает новые возможности для изучения этого класса материалов.

Исследование нелинейного транспорта в альтермагнетиках — это лишь первый шаг на пути к пониманию их уникальных свойств. Дальнейшие исследования, учитывающие влияние беспорядка в кристаллической решетке, позволят еще глубже проникнуть в мир квантовой геометрии и, возможно, откроют дверь к созданию новых технологий будущего.

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Обзор Elegoo Centauri Carbon 2: тихий CoreXY с закрытой камерой и четырёхцветной печатью

Elegoo обновили свой первый CoreXY принтер Centauri Carbon до второй версии. Основное отличие это конечно поддержка многоцветной печати с RFID модулем, но помимо этого добавили больше датчиков в...

Обзор деревянного органайзера из массива дуба от «Bulba Box»: стоит ли покупать и кому подойдёт

На обзоре органайзер из массива дуба от Bulba Box. По сути это место, куда в конце дня складываешь всё, что обычно валяется по карманам: телефон, ключи, наушники, часы, мелочь. И утром ты не...

Тактический вау-фонарик. Светит далеко и прячется в кармане. Обзор Wurkkos TD11

3000 люменов турбо яркости для «ВАУ-эффекта», два дальнобойных светодиода, моментальный стробоскоп, встроенные OLED-экран и датчик отражённого света. Обзор Wurkkos TD11 покажет вам, на что способен...

Обзор мультиварки РЕДМОНД MC109 с 14 автоматическими программами и индикацией этапов готовки Color Chef

Мультиварка РЕДМОНД MC109. Мощность 860Вт, есть 14 автоматических программ и ручной режим, чаша на 5л с антипригарным покрытием Daikin, LED-дисплей, отложенный старт, функция подогрева до 12 часов.

Обзор аэрогриля FELFRI FF-AF-03 с 2 чашами и синхронным завершением работы

Аэрогриль FELFRI FF-AF-03. 2 раздельных поддона по 5л, мощность 3000Вт, 8 автоматических программ, сенсорное управление, 2 LED дисплея, автоматическое отключение при извлечении чаши

✦ ИИ  Какие файлы не рекомендуется отправлять по почте и в мессенджерах: инструкция для тех, кто хочет сохранить свои данные в безопасности

Электронная почта и мессенджеры стали главными рабочими инструментами для миллионов людей. Ими пользуются и школьники, и пенсионеры, и директора компаний. Кажется, что ничего проще нет: выбрал...