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.

Прямая визуализация поля напряжений вокруг дислокации в алмазе подтверждают теорию кристаллического напряжения, существовавшую 80 лет

Впервые японские исследователи напрямую картировали несколько компонентов поля напряжений, окружающего дефект атомного масштаба в кристаллической структуре алмаза. Группа под руководством Токуйюки Терадзи из Национального института материаловедения Японии добилась этого результата, используя азотно-вакансионные центры (NV) в алмазе, спиновые состояния которых по-разному реагируют на напряжение в зависимости от их ориентации относительно поля напряжений. Опубликованная в журнале Applied Physics Letters методика подтверждает теорию 80-летней давности о распределении миниатюрных полей напряжений в алмазе.

Электрическое управление наведенным магнетизмом в воздухоустойчивом двумерном полупроводнике

Учёные из Национального университета Сингапура (NUS) в сотрудничестве с учеными из учреждений Швейцарии, Чехии и Германии продемонстрировали способ введения магнетизма в изначально немагнитный двумерный (2D) полупроводник и последующего управления его магнитными свойствами с помощью электрического напряжения. Результаты, опубликованные в журнале Science Advances, создают новую платформу для исследования электрически управляемого магнетизма в атомарно тонких материалах, что может иметь потенциальное значение для будущих спинтронных технологий.

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.

Мультиферроичность при комнатной температуре в гетероструктурах, построенных на силах Ван дер Ваальса

Мультиферроики — это материалы, которые одновременно демонстрируют два или более ферроидных порядка — стабильные конфигурации физических свойств, которые можно переключать с помощью внешнего воздействия. Эти материалы полезны для разработки различных технологий, включая энергонезависимые маломощные запоминающие устройства, спинтронные устройства, миниатюрную электронику, нейроморфное оборудование, датчики и магнитоэлектрические устройства. Ключевое преимущество мультиферроиков заключается в возможности соединения различных ферроидных порядков, что, например, позволяет инженерам изменять магнитные свойства с помощью электрического напряжения. Учёные из Университета Мэриленда и других институтов продемонстрировали подход к созданию гетероструктур Ван-дер-Ваальса, проявляющих мультиферроичность при комнатной температуре. Их стратегия, изложенная в статье журнала Science, была успешно использована для создания двумерной мультиферроидной гетероструктуры, в которой магнитные свойства можно регулировать с помощью малых напряжений.

Сильные магнитные поля восстанавливают сверхпроводимость в никелатах

Ученые из Национального университета Сингапура (NUS) в сотрудничестве с Национальной лабораторией Лос-Аламоса в США обнаружили, что класс материалов на основе никеля, известных как никелаты на основе самария (Sm) с бесконечным слоем, могут восстанавливать свои сверхпроводящие свойства в сильных магнитных полях. Это явление может открыть перспективный путь к созданию сверхпроводящих технологий, способных работать в экстремальных магнитных условиях. Работа опубликована в журнале Nature.

Получены первые прямые доказательства существования топологического состояния Флоке

В исследовании, опубликованном в журнале Nature Physics, представлены первые прямые экспериментальные доказательства существования топологического состояния Флоке — новой светоиндуцированной фазы материи, которая до сих пор существовала только на бумаге и в моделировании. Топологические изоляторы могут проводить электричество по своей поверхности, оставаясь при этом изоляторами по всему объему. Физики годами разрабатывали технологию Флоке — метод, использующий интенсивные, быстро осциллирующие световые поля для временного изменения электронной структуры материала. Сочетание этих двух идей казалось естественным следующим шагом: использовать свет, чтобы по требованию заставить обычный материал вести себя как топологический изолятор. В эксперименте был использован теллурид олова (SnTe).

Модель магнитного октуполя описывает движение доменных стенок в неколлинеарных антиферромагнетиках

Физики из Инженерного колледжа Грейнджера при Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн разработали первую микромагнитную модель антиферромагнетиков, основанную на магнитных мультиполях. Работа, опубликованная в журнале Applied Physics Reviews, показывает обобщенная модель обеспечивает теоретическую и вычислительную основу для проектирования будущих спинтронных устройств, изготовленных из антиферромагнитных материалов.

Полностью оптическое управление антиферромагнитными доменами посредством обратного оптического магнитоэлектрического эффекта

Немецко-японская исследовательская группа из Аугсбургского университета совершила значительный прорыв в использовании антиферромагнетиков. Впервые удалось записать магнитную информацию, используя только сверхкороткие лазерные импульсы — без необходимости применения электрических токов или магнитных полей. Физик-экспериментатор  Иштван Кезмарки и его команда разработали метод, в котором для управления используется не поляризация света, а направление его распространения (импульс). Благодаря целенаправленному облучению можно переключаться между различными магнитными состояниями и записывать информацию. Более того, эту информацию можно считывать и чисто оптическими средствами. Статья опубликована в журнале Nature Materials.

Определён верхний предел удельного сопротивления чистого металла

Группа исследователей из Университета Торонто, Высшей нормальной школы в Париже и Университета Лихай в Пенсильвании изучила ультрахолодные атомы калия, охлажденные почти до абсолютного нуля. Они обнаружили, что при увеличении скорости столкновений атомов результирующее сопротивление в конечном итоге перестает расти, что дает новое понимание причин удельного сопротивления на микроскопическом уровне. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters.