Альтермагнетики, подобно антиферромагнетикам, не имеют результирующей намагниченности. Однако в отличие от антиферромагнетиков у них есть электронные зонные структуры, разделённые на полосы со спином вверх и со спином вниз. Это спиновое расщепление делает альтермагнетики привлекательными для электроники, основанной на спине, особенно в сочетании с быстрым временем переключения, характерным как для альтермагнетиков, так и для антиферромагнетиков.
Большинство предлагаемых устройств основаны на отдельных доменах альтермагнетиков, которые оказалось трудно создать. Хотя эта задача остаётся нерешённой, исследователи предложили в двух независимых исследованиях методы для выполнения необходимого первого шага: идентификации и картирования доменов [1, 2].
Причины спинового расщепления у альтермагнетиков
Альтермагнетики обязаны своим спиновым расщеплением нарушению симметрии обращения времени: решётки со спином вверх и со спином вниз не могут быть наложены друг на друга, если только одна решётка не повёрнута на определённый угол, часто на 180°.
В двух исследованиях — одно Питер Крюгер из Университета Чиба в Японии и другое Хакуто Сузуки из Университета Тохоку в Японии и его коллеги — исследователи предлагают идентифицировать характерную асимметрию, ища различия в том, как материал реагирует на право- и левополяризованные рентгеновские лучи.
Их методы различаются тем, как они обеспечивают получение сигнала от магнитно-активного элемента альтермагнетика. Схема Университета Чиба рассматривает дифракционные картины, образованные фотоэлектронами, рассеянными от поверхности, и чувствительна к спиновой структуре основного состояния [1]. Схема Университета Тохоку рассматривает неупруго рассеянные рентгеновские лучи от объёма и чувствительна к возбуждениям спиновых волн, или магнонам [2].
Обе группы продемонстрировали осуществимость своих методов на примере теллурида марганца: численное моделирование в случае группы из Университета Чиба и эксперимент в случае группы из Университета Тохоку.
С тех пор как альтермагнетики были впервые признаны классом три года назад, теоретики нашли множество примеров. Два новых метода могут помочь экспериментаторам определить наиболее перспективные материалы для использования в магниторезистивной памяти с произвольным доступом, генераторах спинового тока и других потенциальных устройствах.
Чарльз Дэй — старший редактор журнала Physics Magazine.
[1] [2] — ссылки на источники.