Команда SLAC получила экспериментальное подтверждение альтермагнетизма в теллуриде марганца MnTe

Группа под руководством Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики США сообщила об экспериментальном подтверждении альтермагнетизма, третьей магнитной фазы, в статье в журнале Science, говорится на www6.slac.stanford.edu. Исследовали теллурид марганца (MnTe). Измерения проводили на Европейском источнике синхротронного излучения (ESRF) во Франции. www6.slac.stanford.eduwww6.slac.stanford.eduwww6.slac.stanford.eduОткрыть источник ↗

Авторы сообщают о прямом свидетельстве хиральности, асимметричной магнитной структуры, подобной винтовой лестнице или винту, в спинах MnTe, кандидата в альтермагнетики. Ведущий автор Дэниел Йост, научный сотрудник SLAC и Стэнфордского института материалов и энергетики, заявил, что результаты надёжно подтверждают существование этой третьей фазы. www6.slac.stanford.eduwww6.slac.stanford.eduwww6.slac.stanford.eduОткрыть источник ↗

Два классических класса и третий

Материал считается магнитным, если спины его электронов, их собственный угловой момент, упорядочены определённым образом. В ферромагнетиках все спины направлены одинаково, что создаёт наблюдаемое магнитное поле. В антиферромагнетиках, выделенных в 1933 году, спины чередуются (вверх-вниз-вверх-вниз) и компенсируют друг друга, поэтому суммарного магнитного эффекта нет. Почти 90 лет это деление на две категории определяло представления о магнетизме. www6.slac.stanford.eduwww6.slac.stanford.eduwww6.slac.stanford.eduОткрыть источник ↗

В последние годы у ряда материалов обнаружили признаки обоих классов: чередующуюся конфигурацию спинов без суммарной намагниченности и возможность использовать спиновые токи. В 2022 году для них предложили термин «альтермагнетики». Согласно постулированному объяснению, кристаллическая решётка вокруг спинов «вверх» повёрнута относительно решётки вокруг спинов «вниз», что нарушает симметрию. www6.slac.stanford.eduwww6.slac.stanford.eduwww6.slac.stanford.eduОткрыть источник ↗

Хиральность в поляризованных рентгеновских лучах

Хиральность, или «рукость», означает, что структуру нельзя совместить с её зеркальным отражением. У альтермагнетика спины чередуются, как в антиферромагнетике, но поворот решётки придаёт электронной и магнитной структуре рукость, которой у обычных антиферромагнетиков нет. www6.slac.stanford.eduwww6.slac.stanford.eduwww6.slac.stanford.eduОткрыть источник ↗

MnTe десятилетиями считался антиферромагнетиком, пока несколько лет назад не возникло подозрение на альтермагнетизм. Команда использовала канал ID32 в ESRF, который формирует хорошо контролируемые поляризованные рентгеновские пучки. Хиральные материалы рассеивают лево- и правополяризованные по кругу рентгеновские лучи по-разному, нехиральные — одинаково. Сравнив два отклика, исследователи выделили чёткий хиральный сигнал, которого в обычном антиферромагнетике быть не должно. www6.slac.stanford.eduwww6.slac.stanford.eduwww6.slac.stanford.eduОткрыть источник ↗

Первый эксперимент завершили в 2024 году. В начале 2025 года команда повторила его и подтвердила прежние результаты. www6.slac.stanford.eduwww6.slac.stanford.eduwww6.slac.stanford.eduОткрыть источник ↗

По данным SLAC, выявление таких материалов может позволить настраивать их свойства для перспективной электроники, в том числе квантовых технологий, устройств памяти и дата-центров. Авторы связывают работу со спинтроникой, где помимо заряда электрона используют поляризованный спин магнитных материалов. www6.slac.stanford.eduwww6.slac.stanford.eduwww6.slac.stanford.eduОткрыть источник ↗