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科学家发现晶体表现出奇异的螺旋磁性

2021年8月19日 12:00 33 Comments
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美国国家标准与技术研究所 (NIST) 分析了一种新晶体，科学家们发现了一种奇异的磁性形式，并且与同样奇异的电子类型有关。磁性为

来源:美国国家标准与技术研究院__中子研究信息
这种“半金属”晶体由重复的晶胞组成，例如左边的晶胞，它具有方形顶部和矩形侧面。球体代表硅（紫色）、铝（青绿色）和金色的钕 (Nd) 原子，其中钕原子具有磁性。要了解这种材料的特殊磁性，需要九个这样的晶胞，如右侧较大的块所示（其具有用红色勾勒出的单晶胞）。这个 3x3 的块显示绿色的“Weyl”电子沿对角线穿过晶胞顶部，并影响 Nd 原子的磁自旋方向。Weyl 电子的一个特殊性质是其自旋方向的锁定，该方向与其运动方向平行或反平行，如 Weyl 电子中的小箭头所示。当这些电子沿着四个金 Nd 原子移动时，Nd 自旋会重新调整为“自旋螺旋”，可以想象它依次指向 12 点钟方向（距离观察者最近，红色箭头指向上方）、4 点钟方向（蓝色箭头）、8 点钟方向（也是蓝色）和 12 点钟方向（距离观察者最远，也是红色）。Nd 原子线延伸穿过晶体的多层，提供了这种不寻常磁性模式的许多实例。来源：N. Hanacek/NIST

来源：N. Hanacek/NIST

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美国国家标准与技术研究所 (NIST) 的科学家分析了一种新晶体，发现一种奇特的磁性形式，并与一种同样奇特的电子类型有关。磁性是由晶体独特的电子结构产生和保护的，提供了一种可用于快速、强大的信息存储设备的机制。

韦尔电子

研究结果发表在《自然材料》杂志上，揭示了材料、以电流形式流过材料的电子以及材料表现出的磁性之间的复杂关系。

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