Исследователи доказали существование экзотической магнитной фазы вещества

Ученые из Брукхейвенской национальной лаборатории Министерства энергетики США обнаружили давно предсказанное магнитное состояние вещества, называемое «антиферромагнитный экситонный изолятор».




Новое магнитное состояние включает в себя сильное магнитное притяжение между электронами в слоистом материале, которое заставляет электроны выстраивать свои магнитные моменты или «спины» в регулярную «антиферромагнитную» структуру вверх-вниз. Идея о том, что такой антиферромагнетизм может быть обусловлен причудливой электронной связью в изоляционном материале, впервые была предсказана в 1960-х годах, когда физики исследовали различные свойства металлов, полупроводников и изоляторов.

«Шестьдесят лет назад физики только начинали задумываться о том, как правила квантовой механики применяются к электронным свойствам материалов, - сказал Даниэль Маццоне, бывший физик из Брукхейвенской лаборатории, который руководил исследованием. - Они пытались выяснить, что происходит, когда электронный «энергетический зазор» между изолятором и проводником становится все меньше и меньше. "

Предсказывалось, что при определенных условиях можно получить нечто более интересное, а именно «антиферромагнитный экситонный изолятор», только что обнаруженный группой из Брукхейвена.

Чем же этот материал так экзотичен и интересен?

Идентификация антиферромагнитного экситонного изолятора завершает долгий путь изучения захватывающих способов, которыми электроны выбирают расположение в материалах. В будущем понимание связи между спином и зарядом в таких материалах может иметь потенциал для реализации новых технологий.