Физики 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 исследовали магнитные свойства полуметаллов, перспективных для микроэлектроники
Международный коллектив ученых из России и Тайваня исследовал механизм появления необычного сочетания магнитных свойств в монокристаллах полуметаллов Вейля — инновационных материалах, которые могут быть использованы в микроэлектронике и при создании квантовых компьютеров. Кроме того, было впервые продемонстрировано появление эффекта метамагнитизма в полуметалле Вейля.
Полуметаллы Вейля представляют собой инновационные кристаллические структуры с?необычным состоянием электронов. Они были описаны в?ХХ веке, однако все еще остаются экспериментально мало изученными. Такие структуры ученые считают перспективными для применения в?микроэлектронике и?создании квантовых компьютеров, проводящих сверхбыстрые вычисления.
Результаты исследования опубликованы в?научном журнале Condensed Matter.
Уникальность полуметаллов в?том, что они имеют нетривиальную топологию электронных зон, отличающуюся от?топологии окружающего нас пространства. Топология?— это характеристика объектов с?точки зрения их?преобразования под действием непрерывной деформации, в?частности связности отдельных элементов. Например, шар и?бублик относятся к?разным топологическим классам, поскольку две любые точки шара можно соединить между собой отрезком, не?выходя за?его пределы, а?у?бублика?— нет.
Добавление примесей?— легирование?— полуметаллов Вейля парамагнитными ионами может приводить к?появлению магнитного упорядочения в?этих материалах, которое зависит от?вида и?концентрации примесей и?серьезно меняет свойства полуметаллов. Например, иногда в?одном кристалле сосуществуют различные типы магнитного порядка. Когда возникает внутреннее магнитное поле, в?кристаллах можно наблюдать явления, в?целом не?свойственные чистым полуметаллам Вейля, например аномальный квантовый эффект Холла. Однако вопрос механизмов и?причин появления таких необычных свойств, влияющих на?эффективность применения таких материалов на?практике, недостаточно изучен. Ученым Санкт-Петербургского университета удалось понять характер появления этих свойств на?примере случая легирования ионами железа.
Исследования проводились в?Центре диагностики функциональных материалов для медицины, фармакологии и?наноэлектроники Научного парка 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 на?уникальном оборудовании для точного измерения магнитных свойств материалов в?широком диапазоне температур и?магнитных полей.
Санкт-Петербургский государственный университет?— первый университет России?— был основан 28?января (8?февраля) 1724?года, когда Петр I?издал указ об?учреждении Университета и?Российской академии наук. Сегодня 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入?— научный, образовательный и?культурный центр мирового уровня. В?2024 году Санкт-Петербургский университет отметит свой 300-летний юбилей.
План мероприятий в?рамках празднования юбилея Университета был утвержден на?заседании оргкомитета по?празднованию 300-летия 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入, который провел заместитель председателя Правительства РФ?Дмитрий Чернышенко. Среди таких мероприятий?— присвоение малой планете имени в?честь 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入, выпуск банковских карт со?специальным дизайном, создание почтовых марок, посвященных истории первого университета России, брендирование самолета авиакомпании ?Россия? и?многое другое. Кроме того, Университет запустил сайт, посвященный предстоящему празднику, с?информацией о?выдающихся универсантах, научных достижениях и?подробностях подготовки к?юбилею.
?Мы?провели детальные магнитные измерения и?выявили эволюцию магнитного упорядочения с?изменением концентрации примесей. Хотя доминирующим видом магнитного порядка является ферромагнетизм, в?данном случае проявляются также и?обратные, антиферромагнитные свойства и?пространственно-модулированные структуры. Это в?первую очередь связано с?неоднородным распределением ионов железа по?объему кристалла и?сложной природой магнитной связи ионов?,?— объяснила профессор кафедры физики твердого тела 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 Елена Чарная.
Помимо этого физики 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 обнаружили в?полуметаллах Вейля интересное явление?— метамагнетизм, обусловленный подвижными носителями заряда. Этот так называемый зонный метамагнетизм характеризуется резким увеличением намагниченности при приложении внешнего магнитного поля в?материалах с?металлической проводимостью. Такие эффекты наблюдаются нечасто, в?отличие от?хорошо известной переориентации спинов магнитным полем в?антиферромагнетиках. В?полуметаллах Вейля возможность появления метамагнетизма была продемонстрирована впервые.
Полученные результаты позволяют лучше понять свойства и?механизмы получения перспективных материалов, что важно не?только с?фундаментальной, но?и?с?прикладной точки зрения?— в?частности, для разработки новых устройств спинтроники, позволяющих управлять транспортом с?помощью магнитного поля.