Геометрически обусловленные топологические хиральные фермионы в аморфных хиральных металлах

Благодаря валентности и частично перекрывающимся электронным состояниям проводимости, полуметаллы занимают промежуточное положение между металлами и изоляторами по проводимости. Топологические полуметаллы (TSM) отличаются электронными свойствами, защищенными геометрической структурой их электронных волновых функций, что делает их устойчивыми к разрушению и представляет собой перспективную площадку для квантово-электронных исследований. Хиральные TSM существуют в двух вариантах: с хиральностью кристаллической решетки или без неё. В данной работе показано, что хиральность кристаллической решетки служит регулируемым механизмом для генерации идеальных фаз TSM. Работа опубликована в журнале Physical Review Materials и оспаривает устоявшееся мнение о том, что разупорядоченность неизбежно разрушает металлические топологические состояния.

Соединение урана, известное с 1960-х годов, демонстрирует скрытую спиральную структуру с необычными магнитными свойствами

Учёные из Техасского университета в Далласе обнаружили необычную атомную структуру в материале на основе урана, которая придает ему редкое сочетание магнитных свойств (была обнаружена ранее неизвестная хиральная сверхрешетка в кристалле оксителлурида урана UOTe). Это открытие может дать новые возможности для разработки передовых электронных и компьютерных запоминающих устройств. Работа была опубликована 7 октября в журнале Nature.

Скрученный лазерный свет позволяет различать зеркально симметричные молекулы по количеству её фрагментов

Учёные из Института фундаментальных исследований Тата Индийского технологического института в Бомбее и Индийского технологического института в Хайдарабаде показали, как сам свет может быть сконструирован таким образом, чтобы вести себя как нитевидный зонд, избирательно взаимодействуя с молекулами в зависимости от их хиральности. Работа, опубликованная в журнале Science Advances, показывает, что свет может принимать не только вращательную форму, но и закручиваться при распространении. Когда такой закрученный свет взаимодействует с хиральными молекулами, результат существенно зависит от того, насколько "закручивание" света соответствует внутренней хиральности молекулы.

Метод атомно-колоночной микроскопии позволяет обнаружить скрытые магнитные структуры в антиферромагнетиках

Антиферромагнитные материалы с антипараллельными атомными спинами и нулевой суммарной намагниченностью являются быстрыми и устойчивыми к внешним магнитным помехам, что делает их идеальными для высокоскоростных спинтронных устройств высокой плотности. Однако их нулевая суммарная намагниченность затрудняет традиционную визуализацию, поскольку методы, основанные на нейтронах или синхротронном излучении, имеют ограниченное разрешение и не позволяют легко исследовать микроскопические области или границы раздела. Группа учёных разработала метод электронного магнитного кругового дихроизма (ЭМКД) с разрешением по атомному столбцу, позволяющий визуализировать антиферромагнитный порядок на атомном уровне. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Nanotechnology.

Нейтроны выявляют магнитные сигнатуры хиральных фононов

Китайские физики обнаружили новые доказательства того, что хиральные фононы и магноны могут сильно взаимодействовать внутри магнитных кристаллов. Используя нейтронную спектроскопию, группа учёных под руководством Сун Бао из Нанкинского университета составила карту магнитных сигнатур, связанных с хиральными фононами в ферримагнитном материале, выявив ранее неуловимую связь между колебаниями решетки и магнитными возбуждениями. Результаты, опубликованные в журнале Physical Review Letters, могут помочь лучше понять, как тепло, звук и спин взаимодействуют в квантовых материалах.

Первое наблюдение динамической магнитохиральной нестабильности в твердотельном материале

Исследователи из Инженерного колледжа Грейнджера при Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн сообщили о первом наблюдении динамической магнитохиральной нестабильности в твердотельном материале. Их результаты, опубликованные в журнале Nature Physics, объединяют идеи ядерной физики и физики высоких энергий с материаловедением и физикой конденсированных сред. В работе приводится попытка объяснить, как взаимодействие между симметрией и магнетизмом может усиливать электромагнитные волны.

Спиновая поляризация, вызванная молекулярными колебаниями, приводит к энантиоселективности в хиральных молекулах

До сих пор считалось, что хиральные молекулы проявляют магнитные свойства только под действием электрического тока. Но учёные из Токийского университета открыли новый принцип, согласно которому спиральные хиральные молекулы приобретают спин посредством молекулярных колебаний, что позволяет им прилипать к магнитам. Это открытие переворачивает общепринятое представление.

Наблюдение устойчивой субволновой фазовой сингулярности в хиральной среде

Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего достигли долгожданного рубежа в фотонике: создали крошечные оптические устройства, которые одновременно являются высокочувствительными и долговечными — два качества, которые долгое время считались принципиально несовместимыми. Исследование было опубликовано в журнале Advanced Photonics. Устройства основаны на субволновой фазовой сингулярности. Это происходит, когда свет ограничивается меньшим пространством, чем его собственная длина волны так, что он создает точку полной темноты, где интенсивность света падает до нуля, в то время как его фаза плавно продолжается в течение полного цикла. Эта сингулярность одновременно очень чувствительна к изменениям окружающей среды — что делает ее идеальной для сенсорных приложений.

Связь между спином электронов и переносом протонов в хиральных биологических кристаллах

Протоны являются основой биоэнергетики. Способность перемещать их через биологические системы необходима для жизни. Новое исследование в Proceedings of the National Academy of Sciences впервые показывает, что перенос протонов напрямую зависит от спина электронов при измерении в хиральных биологических средах, таких как белки. Другими словами, движение протонов в живых системах не является чисто химическим; это также квантовый процесс, включающий спин электрона и молекулярную хиральность.

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.