Большой аномальный эффект Холла на лестнице дьявола с колебаниями вращения
Исследовательская группа из Университета Цукубы обнаружила, что флуктуации спинов электронов в магнитных материалах вызывают сильный аномальный эффект Холла во время фазового перехода, известный как магнитный переход «лестница дьявола». Это открытие имеет решающее значение для развития магнито-термоэлектрического преобразования, экологически чистой технологии производства энергии, потенциально ведущей к разработке новых материалов для термоэлектрического преобразования. Исследование опубликовано в журнале npj Quantum Materials. В этом исследовании учёные наблюдали сильный аномальный эффект Холла при температурах, превышающих температуру магнитного перехода в магнитном материале (магнитный оксид), который демонстрирует уникальное явление магнитного перехода, известное как «лестница дьявола со спиновыми колебаниями». Примечательно, что величина аномального эффекта Холла — или аномального угла Холла — была одной из самых больших, зарегистрированных для магнитных оксидов. Исследование предполагает, что этот значительный эффект, вероятно, связан с интенсивным рассеянием электронов проводимости из-за определенного типа спиновых флуктуаций, известных как флуктуации спин-флип.
Полевая и температурная зависимость аномального эффекта Холла для SrCo6O11.
Фото: npj Quantum Materials (2024). DOI: 10.1038/s41535-024-00653-3
Исследовательская группа из Университета Цукубы обнаружила, что флуктуации спинов электронов в магнитных материалах вызывают сильный аномальный эффект Холла во время фазового перехода, известный как магнитный переход «лестница дьявола».
Это открытие имеет решающее значение для развития магнито-термоэлектрического преобразования, экологически чистой технологии производства энергии, потенциально ведущей к разработке новых материалов для термоэлектрического преобразования. Исследование опубликовано в журнале npj Quantum Materials.
Вот немного предыстории: когда электрический ток протекает через металлический образец в магнитном поле, на него действует сила Лоренца. Эта сила создает напряжение, перпендикулярное магнитному полю и току — явление, называемое эффектом Холла.
В магнитных металлах аналогичное явление, известное как аномальный эффект Холла, может возникать независимо от внешнего магнитного поля, особенно в ферромагнитных материалах, в которых спины электронов выровнены. Как правило, это выравнивание – и, следовательно, аномальный эффект Холла – проявляется только ниже определенной температуры, известной как температура магнитного перехода. Выше этой температуры спины становятся разупорядоченными, что приводит к почти исчезновению аномального эффекта Холла.
Хотя аномальный эффект Холла теоретически может возникать при температуре выше температуры магнитного перехода, когда спины выравниваются внешним магнитным полем, он обычно чрезвычайно слаб.
В этом исследовании учёные наблюдали сильный аномальный эффект Холла при температурах, превышающих температуру магнитного перехода в магнитном материале SrCo6O11, который демонстрирует уникальное явление магнитного перехода, известное как «лестница дьявола со спиновыми колебаниями».
Примечательно, что величина аномального эффекта Холла — или аномального угла Холла — была одной из самых больших, зарегистрированных для магнитных оксидов. Исследование предполагает, что этот значительный эффект, вероятно, связан с интенсивным рассеянием электронов проводимости из-за определенного типа спиновых флуктуаций, известных как флуктуации спин-флип.
Этот большой аномальный эффект Холла имеет важное значение для принципа магнито-термоэлектрического преобразования. Результаты этого исследования обеспечивают новый принцип проектирования материалов для этой технологии, что может оказать существенное влияние на разработку новых материалов термоэлектрического преобразования.
