检测交流磁体隐藏的磁性

交替磁体是一种新型材料,具有可通过共振光电子衍射检测到的独特磁特性,增强了自旋电子技术的潜力。

来源:Scientific Inquirer

交替磁体是一类新近被认可的反铁磁体,其磁结构的行为与传统系统中的磁结构非常不同。在传统的反铁磁体中,子晶格通过简单的反转或平移连接起来,从而产生自旋简并电子带。然而,在交流磁体中,它们通过非常规对称性(例如旋转或螺旋轴)连接。这种对称性的转变打破了自旋简并性,即使在没有净磁化强度的情况下也允许自旋极化电子流。

这种独特的特性使交替磁体成为自旋电子技术的令人兴奋的候选者,自旋电子技术是利用电子的固有自旋而不仅仅是电子电荷来存储和处理信息的电子领域。由于自旋可以极快地翻转或改变方向,因此允许自旋相关电流的材料可以实现更快、更节能的电子设备。

然而,确认一种材料是否真正具有交变磁性是很困难的。即使对于像二氧化钌这样经过充分研究的候选物,研究人员仍然对其是否表现出交变磁性存在分歧。这种不确定性凸显了对能够直接揭示交磁化合物中亚晶格磁性排列的实验方法的需求。

“我设计了一种新方法来测量这些新材料的磁特性,特别是原子磁矩的方向和大小。通过这种方法,可以检测纳米结构材料中的交变磁性,特别是薄膜,而传统方法(如中子散射)无法做到这一点,”Krüger 教授说道。

该方法建立在 X 射线磁性 CD (XMCD) 的基础上,它测量磁性原子如何不同地吸收左旋和右旋圆偏振 X 射线。然而,XMCD 通常无法满足交流磁体的要求,因为 A 和 B 子晶格上的磁矩相等且方向相反,导致它们的信号相互抵消。