Хиральные металлоорганические нанолисты обладают мультиферроичностью и топологическими свойствами при комнатной температуре
Учёные нашли способ спроектировать класс гомохиральных металлоорганических нанолистов, которые демонстрируют мультиферроичные и топологические узлы при комнатной температуре. Исследование опубликовано в Nano Letters. В работе предсказывается новый класс гомохиральных металлоорганических нанолистов, где 4-(3-гидроксипиридин-4-ил)пиридин-3-ол (HPP) используется в качестве органического линкера, а переходные металлы (TM = Cr, Mo и W) служат узлами. Эти материалы TM(HPP)₂ проявляют мультиферроичные и топологические свойства при комнатной температуре. Гомохиральность возникает из-за хиральной природы органических линкеров HPP. Структурные изменения хиральности приводят к топологическому фазовому переходу фонона Вейля.
Рис. Класс гомохиральных мультиферроических и магнитных топологических металлоорганических нанолистов, которые могут работать при комнатной температуре. Автор: Чжао Цзин
Магнетизм при комнатной температуре объясняется сильной прямой спиновой связью dp между катионами TM и анионами дублета HPP, в то время как сегнетоэлектричество возникает из-за нарушения пространственной инверсионной симметрии. Связь между сегнетоэлектричеством и хиральностью позволяет эффективно контролировать поглощение света и топологию фононов посредством приложенного электрического поля. Примечательно, что эти материалы топологически нетривиальны и характеризуются квадратичной узловой точкой вокруг уровня Ферми.
Мультиферроичные и магнитные топологические материалы имеют решающее значение для разработки электронных информационных устройств следующего поколения, однако они часто сталкиваются с практическими ограничениями из-за низких температур Кюри. Хиральность, необходимая в таких областях, как хиральное зондирование и молекулярное распознавание, предлагает потенциал для повышения многофункциональности этих материалов, хотя исследования остаются скудными.
Это исследование достигает двух значительных достижений. Во-первых, оно повышает температуру Кюри мультиферроических и магнитных топологических материалов до комнатной температуры, делая эти материалы пригодными для использования в условиях окружающей среды. Во-вторых, оно интегрирует хиральность в мультиферроические и магнитные топологические материалы, повышая их многофункциональность и вводя новые физические явления.
