Por primera vez, se reveló una nueva clase de materiales magnéticos, llamados aisladores topológicos de magnón u ondas magnéticas. Este nuevo material puede conducir ondas magnéticas ondas de rotación a lo largo de sus bordes, sin conducción a través del material a granel.
Este material novedoso tiene posibles aplicaciones en el campo de la espintrónica, donde las corrientes de espín podrían explotarse para tecnologías de bajo consumo de energía y aplicaciones de almacenamiento de información.
Los electrones tienen dos propiedades fundamentales, carga y rotación, que generan fenómenos tales como electricidad, magnetismo, conductividad térmica y superconductividad en los materiales. Los materiales con propiedades topológicas tienen excitaciones de carga o rotación nuevas en sus superficies u otros límites. Estos materiales son de gran calidad.interés por aplicaciones en la producción de energía renovable y computadoras de alto rendimiento. Recientemente, se han predicho teóricamente varias clases de materiales con diferentes propiedades topológicas y algunas de ellas validadas experimentalmente.
La investigación experimental realizada por un grupo de la Universidad de Stanford y el MIT se suma a la validación de una de esas clases de material. La dispersión de neutrones reveló nuevos imanes para los que el magnetismo es transportado por excitaciones de espín denominadas magnones a lo largo de los bordes de un cristal., incluso cuando las excitaciones de espín masivas no se permiten fácilmente. Los resultados de dispersión pueden explicarse por una teoría basada en la disposición atómica específica y el acoplamiento de la órbita de espín de los átomos en el material. El acoplamiento de la órbita de espín es un fenómeno mecánico cuántico que resulta dela interacción entre el movimiento orbital del electrón en los átomos y su orientación de giro.
Específicamente, se ha demostrado que un compuesto de estructura organometálica, cobre [1,3-bencenedicarboxilato] con una disposición única de átomos de cobre en un cristal, exhibe este comportamiento novedoso. Para este material, las perturbaciones en la orientación del giro electrónico puedenpropagarse en el borde del cristal magnético, incluso cuando la propagación a través del volumen está bloqueada.
Basado en este comportamiento novedoso, el material se llama aislante de magnón topológico. Este material es análogo a otra clase de materiales recientemente descubiertos conocidos como aislantes topológicos que permiten la conducción de carga electrónica en las superficies, sin tener una conducción de carga dentro del bulto.
Este comportamiento novedoso de los aisladores de magnón topológicos podría conducir a nuevas aplicaciones en campos como la espintrónica, donde las corrientes de espín en lugar de la corriente de carga en la electrónica podrían explotarse para tecnologías de bajo consumo de energía y almacenamiento de información.
Este trabajo fue apoyado por el Departamento de Energía, la Oficina de Ciencias, la Oficina de Ciencias Básicas de Energía MIT, la Fundación Nacional de Ciencias Northwestern University, el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología instalación de neutrones SPINS y la Cienciay el Consejo de Instalaciones Tecnológicas Fuente de neón y muón pulsado del ISIS.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Departamento de Energía, Oficina de Ciencia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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