Дослідники Університету Райса під керівництвом Мін Ї продемонстрували, що ультратонкий діоксид рутенію може перейти в альтермагнітний стан під дією контрольованої деформації кристалічної ґратки. У масивному вигляді цей матеріал вважається немагнітним, тому результат показує новий спосіб керувати його електронними властивостями.
Що таке альтермагнетизм
Альтермагнетики поєднують риси феромагнетиків і антиферомагнетиків. Спіни в них чергуються, тому сумарний магнітний момент може дорівнювати нулю, але електронні зони залишаються спіново розщепленими. Це робить такі матеріали цікавими для спінтроніки: інформацію можна кодувати станом електронних спінів без сильних зовнішніх магнітних полів.
Як деформація змінила RuO2
Команда синтезувала плівку RuO2 завтовшки лише кілька атомних шарів і створила в ній пружну решіткову деформацію. Зміна відстаней між атомами перебудувала симетрію та електронну структуру. Рентгенівська фотоелектронна спектроскопія виявила характерне спінове розщеплення зон, яке дослідники пов’язують із появою альтермагнітного порядку.
Можливості для спінтроніки
Якщо ефект удасться стабільно відтворювати в пристроях, механічна деформація може стати перемикачем для елементів пам’яті та логіки. Відсутність великого сумарного магнітного поля зменшує взаємний вплив сусідніх елементів, а швидка спінова динаміка потенційно відкриває шлях до терагерцових частот. Водночас технології ще потрібні перевірки довговічності, масштабування та роботи за різних температур.
Результат доповнює дослідження складної електронної поведінки матеріалів. Раніше ми повідомляли, що MIT візуалізував співіснування конкуруючих електронних фаз у квантовому матеріалі.