Обнаружен магнон-фононный резонанс Ферми в антиферромагнетике

В данной работе экспериментаторы и физики-теоретики, занимающиеся конденсированными средами из Института молекул и материалов (IMM) Университета Радбауд, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), Кельнского университета и Института Иоффе, открыли новый канал передачи энергии между магнонами и фононами в антиферромагнетике в условиях резонанса Ферми. Это может позволить в будущем контролировать такие антиферромагнитные системы для более быстрого и энергоэффективного хранения данных. Используя интенсивный и спектрально яркий сверхизлучающий источник ТГц на основе ускорителя в Центре источников мощного излучения ELBE HZDR, исследователи селективно возбудили антиферромагнитный спиновый резонанс и настроили его центральную частоту с помощью сильного внешнего магнитного поля до нескольких Тесла. Такая конфигурация позволила им настроить частоты спинового резонанса на половину частоты колебаний решетки, что соответствует условию резонанса Ферми. Был обнаружен новый режим связанной магнон-фононной динамики, который позволяет осуществлять обмен энергией между этими двумя подсистемами при резонансе Ферми. Настраивая частоты магнонов, учёные могут контролировать этот процесс и, в частности, усиливать магнон-фононную связь.

Международный симпозиум Spin Waves-2024

Международный симпозиум Spin Waves (Spin Waves-2024) пройдет в Саратове, расположенном на живописных берегах реки Волги, с 26 по 29 августа 2024 года. Целью данного симпозиума является предоставление возможность обсудить достижения в актуальных фундаментальных и прикладных исследованиях спиновых волн. На симпозиуме будут освещены современные проблемы и новые тенденции в магнетизме с особым акцентом на динамике спиновых волн. Ожидается междисциплинарное взаимодействие между руководителями и молодыми учёными, работающими в области спинтроники, магноники, сверхбыстрого магнетизма и спектроскопии магнитных твёрдых тел.

Быстрое движение скирмионов, индуцированное током, в синтетических антиферромагнетиках

Международная исследовательская группа под руководством ученых из CNRS обнаружила, что магнитные нанопузырьки, известные как скирмионы, могут перемещаться с помощью электрических токов, достигая рекордных скоростей до 900 м/с. До сих пор эти нанопузыри двигались со скоростью не более 100 м/с, что слишком медленно для вычислительных приложений. Однако благодаря использованию антиферромагнитного материала в качестве среды ученым удалось заставить скирмионы двигаться в 10 раз быстрее, чем наблюдалось ранее. Эти результаты, опубликованные в журнале Science 19 марта, открывают новые перспективы для разработки более производительных и менее энергоемких вычислительных устройств.

Электрическое переключение вектора Нееля на 180° в спинорасщепляющемся антиферромагнетике

Группа физиков теоретически предложила новый механизм электрического переключения вектора Нееля на 180° и экспериментально реализовала его в антиферромагнитных материалах со структурой зон спинового расщепления (C- парная блокировка спиновой долины, также называемая альтермагнитом). Также продемонстрирована способность материала манипулировать вектором Нееля, открыв путь к производству сверхбыстрых устройств памяти. Эта фундаментальная работа позволила осуществить преобразование информации между зарядовыми и спиновыми степенями свободы в антиферромагнетике, открыв путь к быстрому развитию спинтроники в электронной промышленности. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.

Прямое наблюдение расщепления альтермагнитных зон в тонких пленках CrSb

В сотрудничестве с группой теоретиков под руководством профессора Хайро Синовой и доктора Либора Шмейкала физик-экспериментатор доктор Сонка Реймерс и ее коллеги из лаборатории профессора Матиаса Кляуи в Институте физики Университета Йоханнеса Гутенберга в Майнце (JGU) продемонстрировали альтермагнитное расщепление электронных зон, связанных со спиновой поляризацией в CrSb. «Масштаб этого явления, наблюдаемого в хорошем проводнике и при комнатной температуре, является необычайным и многообещающим с точки зрения электронного применения альтермагнетиков», — сказал профессор Мартин Журдан, координатор исследования, недавно опубликованного в журнале Nature Communications.

Магнитное состояние некоторых материалов можно переключать с помощью поверхностно-индуцированной деформации

Манипулировать ферромагнетиками легко: достаточно просто приложить внешнее магнитное поле, чтобы повлиять на его внутренние магнитные свойства. С антиферромагнетиками это невозможно, но выход есть: можно работать с поверхностной деформацией. Учёным удалось переключить спины в антиферромагнитном материале с помощью поверхностной деформации. Эксперименты с диоксидом урана показали, что с помощью механического напряжения можно немного сжать кристаллическую решетку , и этого достаточно, чтобы переключить магнитный порядок материала.

Трансформации между скирмионами и антискирмионами при наличии температурного градиента с магнитным полем

В эксперименте, который может помочь в разработке новых устройств спинтроники с низким энергопотреблением, учёные из RIKEN и его коллеги использовали тепло и магнитные поля при комнатной температуре для создания преобразований между спиновыми текстурами — магнитными вихрями и антивихрями, известными как скирмионы и антискирмионы — в тонком пластинчатом монокристалле. Обнаружено, что когда к кристаллу прикладывался температурный градиент одновременно с магнитным полем (при комнатной температуре), антискирмионы внутри него превращались сначала в атопологические пузыри — своего рода переходное состояние между скирмионами и антискирмионами — а затем в скирмионы (поскольку градиент температуры увеличился). Затем они оставались в стабильной конфигурации как скирмионы, даже когда термический градиент был устранен.

Первые экспериментальные доказательства присутствия хопфионов в кристаллах

Скирмионы представляют собой двумерные, напоминающие вихревые струны, а хопфионы представляют собой трехмерные структуры внутри объема магнитного образца, напоминающие замкнутые, скрученные струны скирмионов, имеющие в простейшем случае форму бублика. Несмотря на обширные исследования последних лет, о прямом наблюдении магнитных образований сообщалось только в синтетических материалах. Данная работа является первым экспериментальным подтверждением таких состояний, стабилизированных в кристалле пластин FeGe типа B20 с помощью просвечивающей электронной микроскопии и голографии. Полученные результаты открывают новые области экспериментальной физики: идентификацию других кристаллов, в которых хопфионы стабильны, изучение того, как хопфионы взаимодействуют с электрическими и спиновыми токами, динамику хопфионов и многое другое.

Доказательства наличия спинаронов в атомах Co

Впервые физики-экспериментаторы из Вюрцбург-Дрезденского кластера передовых технологий ct.qmat продемонстрировали новый квантовый эффект, метко названный «спинарон». В тщательно контролируемой среде и с использованием современного набора инструментов им удалось доказать необычное состояние, которое атом кобальта принимает на поверхности меди. Это открытие бросает вызов давнему эффекту Кондо — теоретической концепции, разработанной в 1960-х годах и с 1980-х годов считающейся стандартной моделью взаимодействия магнитных материалов с металлами. Эти революционные открытия были опубликованы сегодня в журнале Nature Physics.