Учёные Национальной лаборатории Ок-Ридж Министерства энергетики США показали, что небольшое механическое сжатие может резко менять магнитные свойства альтермагнетиков — перспективного класса материалов. Результаты двух исследований указывают, что деформация способна стать простым способом управления магнитным состоянием и поведением электронов в материалах для будущей электроники.
Сжатие между титановыми пластинами
Исследователи поместили крошечные кристаллы теллурида марганца и сульфида железа между двумя титановыми пластинами и осторожно сжали их. Затем с помощью нейтронной дифракции на источнике нейтронов Spallation Neutron Source в Ок-Ридже они изучили, как изменились магнитные структуры внутри кристаллов.
Оказалось, что приложенная деформация меняет соотношение магнитных доменов — областей материала с определённым магнитным порядком. В случае теллурида марганца сжатие также повлияло на аномальный эффект Холла, электрическое явление, связанное с поведением электронов. Это стало свидетельством того, что механическое воздействие меняет не только магнитные, но и электрические свойства материала.
«Управляя магнитными доменами, мы можем напрямую влиять на транспортное поведение, и это открывает возможность изучать такие материалы для спинтронных технологий», — отметил Пенгченг Дай из Университета Райса, ранее работавший специалистом по нейтронам в ORNL.
Возможность для спинтроники
В обычной электронике для обработки и хранения информации используется электрический заряд электронов. Спинтроника дополнительно задействует их спин — собственный момент импульса частиц. Подход может найти применение в технологиях от беспроводной связи до квантовых вычислений, если учёным удастся подобрать и разработать подходящие материалы.
«Небольшое механическое сжатие между двумя пластинами позволяет обнаружить совершенно новое магнитное поведение и продвинуть исследования вперёд, а нейтронное рассеяние играет здесь важную роль, показывая происходящие изменения магнетизма», — сказал Фэн Е, специалист ORNL по нейтронам и соавтор обеих работ.
Исследования опубликованы в журналах Physical Review X и Advanced Materials. Авторы подчёркивают, что относительно простой эксперимент продемонстрировал новый способ управления магнитными материалами, которые рассматриваются как основа будущих спинтронных устройств.
