L’étrange propriété des cristaux « drôles » indique de nouveaux phénomènes magnétiques

Des chercheurs de Skoltech, du KTH Royal Institute of Technology et de l’Université d’Uppsala ont prédit le ferromagnétisme antiferromagnétique, une propriété contre-intuitive de certains cristaux magnétiques qui ouvre la porte à une variété de nouveaux phénomènes magnétiques. L’article a été publié dans la revue examen physique b.

La chiralité, ou l’utilisation de la main, est une propriété fondamentale d’une importance critique pour les objets dans de nombreux domaines de la physique, des mathématiques, de la chimie et de la biologie ; Un objet en spirale ne peut pas être superposé dessus reflet d’image de quelle façon. Les objets à vis les plus simples sont les mains humaines, d’où le terme lui-même. Contrairement à l’hélice qui est achirale : le cercle ou le carré sont de simples objets achiraux.

La chiralité peut être appliquée à des entités plus complexes ; Par exemple, les interactions internes concurrentes dans système magnétique Cela peut conduire à l’apparition d’une texture magnétique périodique dans la structure qui diffère des images miroir – c’est ce qu’on appelle l’ordre magnétique chiral. Les cristaux chiraux sont largement considérés comme des candidats prometteurs stockage de données magnétique et la réalisation d’un dispositif de traitement où l’information peut être codée via son matériau magnétique contre-intuitif.

Anastasia Pervichko, chercheuse au Skoltech Center for Data-Intensive Computational Science and Engineering (CDISE), et ses collègues ont utilisé une analyse basée sur la symétrie et des calculs numériques pour prédire la présence d’antiferromagnétiques, un type d’arrangement ferromagnétique lorsque les deux types de chiralité (pratique) existait à l’époque, unique et mutuelle dans l’espace.

« Contrairement aux textures hélicoïdales et de chaise, nous nous attendrions à un ordre magnétique fondamentalement différent dans les ferroaimants tétraédriques. Nous utilisons le terme » antichiralité « pour mettre en évidence la modulation spontanée de la direction de l’aimantation avec l’alternance de symétrie spatiale entre la main droite et la main gauche induite par la symétrie cristalline,  » dit Pervichko.

Expliquez qu’un fichier Hralah Dans ce magnétisme périodique texture Il tourne dans l’espace alors que la constante de torsion moyenne est nulle. Pervichko ajoute : « On peut l’imaginer comme une modulation magnétique dans laquelle une partie est caractérisée par un usage droitier et l’autre par un usage gaucher ; cela diffère considérablement des textures spirales traditionnelles où l’usage des deux mains est préservé.

L’équipe a montré que le ferromagnétisme antiviral peut être observé dans une classe de cristaux dans lesquels de nombreux minéraux se forment naturellement. Pour ce faire, ils ont étudié l’arrangement magnétique dans la structure avec une symétrie cristalline tétraédrique et ont utilisé l’analyse micromagnétique pour dériver ce nouvel arrangement antiviral.

« Grâce à cet état fondamental non conventionnel, l’arrangement magnétique proposé peut entraîner un riche ensemble de phénomènes magnétiques, notamment des champs magnétiques uniques et des ciels fondamentalement différents des textures chirales. Cette découverte conduit à de nouvelles recherches théoriques et expérimentales sur ce type de matériaux magnétiques ,  » conclut Anastasia Pervichko.