El patrón de disposición de los átomos en un cristal, llamado enrejado cristalino, puede tener un efecto enorme en las propiedades de los materiales sólidos. Controlar y aprovechar estas propiedades es un desafío que promete recompensas en aplicaciones como sensores nuevos y nuevos sólidos.dispositivos estatales. Una colaboración internacional de investigación, incluidos investigadores de la Universidad de Osaka, ha informado de la inducción de un tipo interesante de orden magnético, llamado helimagnetismo, en un material de óxido de cobalto al expandir su estructura reticular. Sus hallazgos fueron publicados en Materiales de revisión física .
El comportamiento magnético resulta del orden de los momentos magnéticos de los muchos átomos individuales en un material. En el helimagnetismo, en lugar de que los momentos magnéticos estén alineados, como están en imanes permanentes, produciendo ferromagnetismo, los momentos se organizan en unpatrón helicoidal.Este comportamiento generalmente solo se observa en estructuras reticulares complicadas donde diferentes tipos de interacciones magnéticas compiten entre sí, por lo tanto, el informe de helimagnetismo inducido en una estructura cúbica simple de óxido de cobalto es altamente significativo.
"Hemos mostrado un orden de giro helicoidal emergente en un material de tipo perovskita cúbico, que logramos simplemente expandiendo el tamaño de la red", dice el primer autor del estudio, Hideaki Sakai. "Pudimos controlar el tamaño de la expansión de la red usandouna técnica de alta presión para cultivar una serie de cristales individuales con composiciones químicas particulares. Cambiar la cantidad de iones diferentes en nuestros materiales nos proporcionó un control suficiente para investigar las propiedades magnéticas ".
Reemplazar sistemáticamente los iones de estroncio en la estructura con iones de bario más grandes hizo que la red se expandiera continuamente hasta que se interrumpió el orden magnético ferromagnético regular presente a temperatura ambiente, lo que resultó en helimagnetismo. Estos hallazgos experimentales fueron respaldados con éxito por los cálculos.
"El hecho de que pudimos reproducir en gran medida nuestros hallazgos mediante cálculos de primeros principios verifica que las interacciones magnéticas en los materiales son muy sensibles a la constante de la red", dice Sakai. "Cuanto más podemos entender sobre el comportamiento magnético de los cristalesmateriales, cuanto más nos acercamos a traducir sus propiedades en funciones útiles. Esperamos que nuestros hallazgos allanen el camino para nuevas aplicaciones de sensores.
El control del orden magnético simplemente cambiando la química de la red, como lo demuestra esta investigación, proporciona una base para investigar las propiedades de muchos otros materiales cristalinos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Osaka . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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