Впервые обнаружена собственная магнитная структура в решетке кагоме
Совместная исследовательская группа из Китая недавно впервые наблюдала внутренние магнитные структуры в решетке кагоме, используя высокочувствительную систему магнитно-силовой микроскопии (MFM) установки постоянного сильного магнитного поля (SHMFF), а также спектроскопию электронного парамагнитного резонанса и микромагнитное моделирование. Результаты исследования были опубликованы в журнале Advanced Science 19 августа. Эксперименты при переменной температуре показали, что магнитная реконструкция в монокристаллах Fe₃Sn₂ происходит посредством фазового перехода второго рода или слабого фазового перехода первого рода, что пересматривает более ранние предположения о переходе первого рода. Это открытие также переопределило низкотемпературное основное магнитное состояние как плоскостное ферромагнитное состояние, что противоречит предыдущим сообщениям о состоянии спинового стекла. Количественные данные MFM показали, что значительные внеплоскостные магнитные компоненты сохраняются при низких температурах. Используя модель Кейна-Меле, команда объяснила открытие щели Дирака при низких температурах, тем самым отвергнув предыдущие гипотезы о наличии скирмионов в этих условиях.
Используя разработанный нами высокочувствительный МСМ, исследователи впервые осуществили прямое наблюдение внутренних магнитных структур в решетке кагоме и открыли новый тип топологически нарушенной структуры магнитного массива. Автор: Фэн Циюань
Поведение материалов во многом определяется взаимодействием между их внутренними электронами и структурой решетки. Решетки Кагоме, характеризующиеся такими особенностями, как точки Дирака и плоские зоны, демонстрируют замечательные явления, такие как топологический магнетизм и нетрадиционная сверхпроводимость.
Эти решетки обещают понимание высокотемпературной сверхпроводимости и имеют потенциальные приложения в квантовых вычислениях. Однако внутренние спиновые паттерны, управляемые ими, остаются открытым вопросом.
Под руководством профессора Лу Цинъю из Хэфэйского института физических наук Китайской академии наук и в сотрудничестве с профессором Сюн Иминем из Аньхойского университета исследователи обнаружили новый решеточно-модулированный магнитный массив в бинарном монокристалле кагоме Fe₃Sn₂.
Этот массив сформировал уникальную сломанную гексагональную структуру из-за конкуренции между гексагональной симметрией решетки и одноосной магнитной анизотропией. Измерения транспорта Холла дополнительно подтвердили наличие топологически сломанных спиновых конфигураций внутри материала.
Эксперименты при переменной температуре показали, что магнитная реконструкция в монокристаллах Fe₃Sn₂ происходит посредством фазового перехода второго рода или слабого фазового перехода первого рода, что пересматривает более ранние предположения о переходе первого рода.
Это открытие также переопределило низкотемпературное основное магнитное состояние как плоскостное ферромагнитное состояние, что противоречит предыдущим сообщениям о состоянии спинового стекла.
На основании этих результатов группа разработала новую магнитную фазовую диаграмму для Fe₃Sn₂.
Количественные данные MFM показали, что значительные внеплоскостные магнитные компоненты сохраняются при низких температурах. Используя модель Кейна-Меле, команда объяснила открытие щели Дирака при низких температурах, тем самым отвергнув предыдущие гипотезы о наличии скирмионов в этих условиях.
По словам команды, этот прорыв дает новые идеи для изучения топологических магнитных структур и разработки будущих технологий в области квантовых вычислений и высокотемпературной сверхпроводимости.
