Spin-yörünge bağlantısı (SOC) veya net mıknatıslanmadan momentuma bağlı spin bölünmesi sergileyen Altermagnets, son zamanlarda önemli uluslararası dikkat çekmiştir.
Hong Kong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi (HKUST) Fizik Bölümü’nden Prof. Liu Junwei liderliğindeki bir ekip, deneysel ortak çalışanlarıyla birlikte en son araştırma bulgularını yayınladı. Doğa fiziğiiki boyutlu katmanlı bir oda sıcaklığı altermagnet’in ilk deneysel gözlemini açıklayan ve teorik tahminleri doğrulayan Doğa İletişimi 2021’de Prof. Liu tarafından yapıldı.
Katılarda spin-polarize elektronik durumların gerçekleştirilmesi ve kontrolü, bilgiyi kodlama ve işleme için spintronikler için çok önemlidir. Spin polarizasyonu tipik olarak bir elektron spininin yörünge veya manyetik momentler gibi diğer serbestlik derecelerine birleştirilmesiyle üretilir.
Bu, SOC içerebilir, inversiyon olmayan simetrik olmayan kristallerde (Rashba-Dresselhaus etkisi) veya Ferromagnets’de zaman tersine dönme simetri kırılmasına yol açabilir, bu da momentumdan bağımsız Zeeman tipi spin bölme ile sonuçlanır.
Araştırma çalışmalarında, Prof. Liu ve diğer araştırmacılar, kristal simetrisi ile bağlanan sublatterlerin, benzersiz C eşyalı spin-valley kilitleme ile önemli spin bölünmesi üretmesine izin verdiği antiferromanyetlerde spin bölünmesi için yeni bir mekanizma önerdiler.
Bu etki, antiferromanyetik cihazların stabilitesini uzun spin ömürleri ile birleştirerek SOC veya net mıknatıslanmadan bağımsızdır. Bu alışılmadık antiferromagnetlere “altermagnets” denir ve keşifleri Bilim2024’ün en iyi 10 atılımı.
A-MNTE, CRSB, MNTE gibi gelişmekte olan materyallere dayanan alışılmadık antiferromanyetleri keşfetmek için kapsamlı teorik ve deneysel çabalara rağmen2ve Ruo2hiçbiri altermagnetizma nedeniyle relativistik olmayan spin korunmuş spin akımları için simetri ve iletkenlik gereksinimlerini karşılamamaktadır. A-MnTE ve CRSB’nin manyetik altlıkları, izotropik iletkenliğe ve polarize olmayan akımlara yol açan C₃ simetrisine sahiptir.
Mnte’de2spinkar olmayan manyetik yapısı nedeniyle spin korunmaz ve düşük kritik sıcaklığı (87 K) pratik uygulamaları sınırlar. Ruo için2anormal salon etkisi ve spin bölme kanıtına rağmen, zemin durumunun antiferromanyetik veya manyetik olmadığı tartışmalıdır. Ek olarak, bu malzemeler katmanlı değildir, bu da mikroskobik düzeyde özellikleri kontrol etmek için peeling ve diğer malzemelerle entegrasyon potansiyellerini kısıtlar.
Bu sınırlama, süper iletken yakınlık etkisi yoluyla topolojik süperiletkenler, geçit yoluyla ayarlanabilir elektronik özellikler ve Moiré Superlatties gibi 2B malzemelerdeki etkilerin araştırılmasını engeller.
Bu nedenle, yüksek yoğunluklu, yüksek hızlı ve düşük enerjili tüketim spintronic cihazlar geliştirmek için Altermagnets’te katmanlı malzemelerin keşfedilmesi gereklidir. Prof. Liu’nun iki boyutlu katmanlı bir oda sıcaklığı altermagnet’i gözlemlemesi, bu alana yeni ışık tutuyor.
Prof. Liu’nun V ekibinin teorik tahminlerine dayanarak2Te2O ve V2Se2O 2021’de bu çalışma, katmanlı, oda sıcaklığı antiferromagnet (AFM) bileşik RB’de C eşyalı spin-valley kilitlemenin (SVL) gerçekleşmesini göstermektedir.1-ıV2Te2O Spin ve açı çözülmüş foto-emisyon spektroskopisi (spin-arpes), tarama tünel mikroskopisi/spektroskopisi (STM/STS) ve ilk prensip hesaplamaları kullanılarak.
Temel bulgular, Crystal simetrisi C ile bağlanan bitişik X ve Y vadileri arasında zıt spin polarizasyon işaretlerini ortaya çıkaran spin-arpes ölçümleri yoluyla C eşyalı SVL’nin doğrudan gözlemini içerir.
Sıcaklığa bağlı ARPES ölçümleri, AFM faz geçiş sıcaklığı ile tutarlı olarak oda sıcaklığına kadar SVL stabilitesini gösterir. Ek olarak, ARPES ölçümleri, KZ yönünde ihmal edilebilir bir dağılım ile güçlü iki boyutlu güçlü bir karakteri doğrularken, STM haritalarından yarı parçacık parazit modelleri, spin seçim kuralları nedeniyle bastırılmış kadınlar arası saçılımı ortaya koymaktadır.
Prof. Liu’nun çalışmaları, alternatif manyetik altlıklar ve spintronics ve valleytroniklerde daha fazla çalışma ve uygulamalar için ideal bir platform sağlayan yeni bir tür manyetik altlıklar ve yeni bir spin-spliting efekti ile ilk katmanlı oda sıcaklığı AFM metalini göstermektedir.
Önemli olarak, tüm deneysel sonuçlar, teorik çalışmaya olan güveni güçlendirerek ve spin korunan akımlara ve alışılmadık piezomanyetizmaya potansiyel erişimi önererek ilk prensip hesaplamalarıyla iyi bir şekilde hizalanır.
K-Destalize edilmiş V’de benzer spin-valley kilitleme de gözlenmiştir.2Se2O, 2021’de Prof. Liu’nun teorik tahminlerini daha da doğrulamak.
