Версия для слабовидящих
Намагниченность в ТИ неожиданно обнаружена при комнатной температуре Печать Email
Новости об инновациях
13.05.2016

Уникальность относительно нового класса материалов, топологических изоляторов (ТИ), заключается в том, что электроны могут распространяться по их поверхности не рассеиваясь, внутренняя же часть является изолятором. Но для того, чтобы использовать эти свойства ТИ в практических устройствах, требуется создавать намагниченность на поверхности, не нарушая объёмных диэлектрических характеристик.

Это можно реализовать двумя способами: внедрением (легированием) магнитных атомов в поверхность ТИ или добавлением пленки ферромагнитного изолятора (FMI). Первый метод из-за неравномерного распределения магнитных атомов может ухудшать управляемость электронного транспорта. Второй для успеха нуждается в чистой поверхности раздела двух материалов с атомарной гладкостью.

xynnnz5k.jpg

В Массачусетском технологическом институте (MIT) удалось создать гибридную гетероструктуру из двух слоёв: ТИ селенида висмута (Bi2Se3) и FMI сульфида европия (EuS). Фиксированное направление спинов FMI делало возможным беспрепятственный спин-поляризованный ток электронов в узком слое селенида висмута, примыкающем к ферромагнетику.

Для того, чтобы убедиться в этом, Валерия Лаутер (Valeria Lauter), оператор нейтронного источника Spallation Neutron Source Национальной Окриджской Лаборатории (SNS ORNL), использовала технику нейтронной рефлектометрии — единственную, способную измерить абсолютное значение магнитного момента в материалах.

Начав замеры с температуры намного ниже критической точки, в которой сульфид европия теряет ферромагнитные свойства (~17 К), Лаутер постепенно её увеличивала. Однако даже при 25 К система демонстрировала сильную намагниченность.

«Это стало полной неожиданностью. Выше данной температуры ничего в системе не должно было оставаться магнитным. — рассказывает Лаутер в статье для журнала Nature. — Тогда я измерила на 35 К, затем на 50 К и намагниченность все ещё сохранялась. Я продолжила замеры в нескольких точках вплоть до комнатной температуры и убедилась, что небольшая намагниченность остаётся».

При комнатной температуре уровень намагниченности снизился более чем на порядок, но был достаточно существенным, особенно учитывая, что без интерфейса с ТИ уже выше 500 К в EuS невозможно обнаружить следы магнитного поля. Дальнейшие эксперименты показали, что ферромагнитная зона простирается приблизительно на 2 нм вглубь селенида висмута.

«Это может открыть новый путь для создания устройств спинтроники, — отмечает Лаутер. — Также предполагается, что ферромагнитные поверхностные состояния ТИ способствуют экзотическим явлениям, таким как фермионы Майораны — потенциальные строительные блоки для квантовых компьютеров».

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2016/namagnichennost-v-ti-neozhidanno-obnaruzhena-pri-komnatnoi-temperature

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта