У новому магнітному матеріалі CrSb побачили незвичайний тривимірний g-wave порядок
Між звичайними феромагнетиками й антиферомагнетиками виявився ще один багатий клас — альтермагнетики. У новій роботі матеріал CrSb продемонстрував складний тривимірний g-wave порядок, який вдалося простежити через квантові осциляції.
Особливість альтермагнетика в тому, що сумарна намагніченість може бути майже нульовою, але електронні стани все одно мають сильне спінове розщеплення.
Спін залежить від напрямку руху електрона
У CrSb величина та знак розщеплення змінюються по імпульсному простору складним чином. Саме ця кутова структура й отримала позначення g-wave.
Квантові осциляції виникають у сильному магнітному полі, коли електрони рухаються по квантизованих орбітах. За частотою та фазою таких коливань можна відновити геометрію електронних поверхонь.
Це дало дослідникам фактично тривимірну карту спіново-залежної електронної структури.
Навіщо потрібні альтермагнетики
Феромагнетики корисні для зберігання інформації, але створюють зовнішні магнітні поля й взаємодіють між сусідніми елементами.
Антиферомагнетики не мають цього недоліку, але їхній стан важче зчитувати.
Альтермагнетики можуть поєднувати відсутність великого зовнішнього поля з сильними спіновими ефектами в транспорті електронів.
Це робить їх цікавими для майбутньої спінтроніки, де інформація кодується не лише зарядом, а й спіном.
CrSb поки не є готовим матеріалом для масової електроніки, але він дає чисту платформу для перевірки теорій нового магнітного порядку й показує, наскільки багатшою виявилася фізика матеріалів без звичайного феромагнетизму.
Наступним кроком стане перевірка, наскільки стабільний g-wave порядок при зміні температури, тиску та хімічного складу. Для технології важливо не лише існування ефекту в чистому кристалі, а можливість керувати ним у тонких плівках і наноструктурах.
Якщо спінове розщеплення можна електрично перемикати або читати через транспортний сигнал без великого зовнішнього поля, альтермагнетики отримають практичну перевагу перед традиційними магнітними матеріалами. CrSb у такому разі буде не просто красивим фізичним прикладом, а орієнтиром для пошуку більш зручних сполук.
