(c) Graphicstock

Nezvyklý polovodič vykazuje nový typ magnetismu

Rutheničitan strontnatý Sr2RuO4 je hojně zkoumán již od 90. let, kdy se zjistilo, že tento materiál má jedinečné vlastnosti, především nečekanou supravodivost. V supravodivém stavu totiž současně připomíná feromagnetické látky. To je nezvyklé a potenciálně by mohlo najít využití třeba ve spintronice (současná manipulace s elektrickým proudem i magnetismem).
Feromagnetismus je normálně k supravodivosti antagonistický. Nový výzkum tvrdí, že Sr2RuO4 vykazuje zcela novou a dosud neznámou formu magnetismu, která může (ale nemusí) existovat i vedle supravodivosti. Na studii publikované v Nature Communications se podílela celá řada institucí: University of Konstanz, Salerno, Cambridge, Seoul, Kyoto a Bar Ilan, Japan Atomic Energy Agency, Paul Scherrer Institute a Centro Nazionale delle Ricerche. Mezi autory výzkumu byl také Yoshiteru Maeno z University of Kyoto, který supravodivost Sr2RuO4 v roce 1994 objevil a zkoumal dalších skoro 30 let.
Jak se zdálo již dříve, zdrojem existujících magnetických vlastností má být povrchová vrstvička materiálu. Magnetismus pak vzniká pouze na povrchu (v rozměrech několik atomových vrstev) a u větších krystalů je relativně velmi slabý, proto je jev také celkově obtížné zkoumat. Vlastnosti krystalu jsou silně ovlivněny příměsemi, tudíž v první řadě šlo o to vyrobit maximálně dokonalý monokrystal. K měření pak bylo potřeba použít svazek mionů, který s potřebnými parametry dokázal vygenerovat pouze urychlovač ve švýcarském Paul Scherrer Institute. Zde dokážou polohu mionů přesně řídit, v tomto případě tedy zastavit velmi blízko povrchu rutheničitanu strontnatého. Miony lze přitom použít k detekci i extrémně slabých magnetických polí.
Autoři studie spolu s měřením také vypracovali teoretický model, který naznačuje původ tohoto skrytého povrchového magnetismu. „Na rozdíl od běžných magnetických materiálů, jejichž magnetické vlastnosti určuje spin elektronu, je základem magnetismu objeveného v Sr2RuO4 kooperativní vířivý pohyb interagujících elektronů, který v nanometrovém měřítku generuje cirkulační proudy,“ uvádí průvodní tisková zpráva univerzity v Kostnici.
Obecně z toho vyplývá, že úprava povrchu nebo rozhraní tenkých vrstev heterostruktur umožňuje radikálně měnit fyzikální vlastnosti materiálu.
Za další bezprostřední úkol vědci považují hledání podobného povrchové magnetismu u jiných sloučenin a také zkoumání, jak lze s takovým magnetismem dále manipulovat.

R. Fittipaldi et al, Unveiling unconventional magnetism at the surface of Sr2RuO4, Nature Communications (2021). DOI: 10.1038/s41467-021-26020-5
Zdroj: University of Konstanz / Phys.org

Poznámka PH: označení magnetu za topologický se v původním textu nevyskytuje.

Viz také: Po více než 20 letech: Tripletový supravodič neexistuje

Amyloidové plaky se mohou vyskytovat i v oční sítnici

Amyloidní plaky jsou bílkovinné usazeniny, které se hromadí mezi mozkovými buňkami, zřejmě různě komplikují jejich …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close