Альтермагнетики, подобно антиферромагнетикам, не имеют результирующей намагниченности. Однако в отличие от антиферромагнетиков они обладают расщеплёнными электронными зонами проводимости на полосы со спином вверх и со спином вниз. Это спиновое расщепление делает альтермагнетики привлекательными для спин-зависимой электроники, особенно в сочетании с быстрым временем переключения, характерным как для альтермагнетиков, так и для антиферромагнетиков.
Большинство предлагаемых устройств основаны на одиночных доменах альтермагнетиков, которые оказалось сложно изготовить. Хотя эта задача остаётся нерешённой, исследователи предложили в двух независимых исследованиях методы для выполнения необходимого первого шага: идентификации и отображения 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 одна решётка не повёрнута на определённый угол, часто на 180°.
В двух исследованиях — одно Питера Крюгера из Университета Чиба в Японии, а другое Хакуто Сузуки из Университета Тохоку в Японии и его коллег — 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 из 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
Чарльз Дэй — старший редактор журнала Physics Magazine.
[1], [2] — ссылки на источники.