Ученые открыли новый тип магнетизма в пленке толщиной в несколько атомов: как это изменит технологии

Как диоксид рутения проявил скрытый магнетизм

Исследователи из Райского университета совместно с коллегами из Университета Миннесоты и Института Поля Шеррера установили, что диоксид рутения в виде ультратонкой пленки демонстрирует необычную форму магнетизма, известную как альтермагнетизм, пишет SciTechDaily.

Долгое время физики спорили о свойствах этого материала. В своей обычной объемной форме диоксид рутения не проявляет магнитных свойств. Однако эксперименты показали, что ситуация меняется, когда материал уменьшают до толщины всего в несколько атомных слоев.

Диоксид рутения был одним из первых материалов, предложенных в качестве кандидата на альтермагнетизм, но исследования его объемной формы не выявили признаков магнетизма– прокомментировала доцент кафедры физики и астрономии Райского университета Мин И.

Кристаллическая решетка как рычаг управления

Чтобы обнаружить скрытый магнетизм, ученые изучили спиновую структуру электронов с помощью фотоэмиссионной спектроскопии с угловым и спиновым разрешением. Этот метод позволяет детально рассмотреть электронную и магнитную структуру материала на атомном уровне.

Главным фактором возникновения альтермагнетизма оказалась деформация кристаллической решетки. При растяжении или сжатии ультратонкой пленки в электронной структуре возникает давление, которое изменяет поведение спинов электронов. Без такого деформационного воздействия материал остается немагнитным.

Зависимость от деформации свидетельствует о том, что мы можем использовать деформацию решетки как рычаг для вызова или контроля альтермагнетизма– добавила первая автор исследования Ичэн Чжан.

Новые перспективы для компьютерной памяти

Возможность управлять магнитным состоянием с помощью деформации открывает новые пути для создания следующего поколения архитектур оперативной памяти и спинтронных устройств. Спинтроника использует не только заряд электрона, но и его спин, что позволяет создавать гораздо более быструю и энергоэффективную электронику.