Вчені з Університету Техасу в Остіні зробили вражаюче відкриття, спостерігаючи за магнітними вихорами в ультратонкому матеріалі. Це підтверджує теорію, яка була запропонована ще в 1970-х роках.
Відкриття магнітних вихорів
Дослідники охолодили атомно тонкий лист нікельфосфору трисульфіду (NiPS3) до температури від -150 до -130 °C. У цьому діапазоні матеріал увійшов у спеціальний магнітний стан, відомий як фаза Березинського-Костерліца-Тоулеса (BKT). У цій фазі магнітні моменти атомів організовуються у вихрові структури.
Ці вихори формуються парами, які обертаються в протилежних напрямках, що робить їх надзвичайно стабільними. Вони займають лише один атомний шар, що відкриває нові можливості для контролю магнетизму на нано-рівні.
Від фази BKT до впорядкованої фази
При подальшому зниженні температури матеріал переходить у шосту стану годинникової впорядкованої фази. У цій конфігурації магнітні моменти вирівнюються в одному з шести можливих напрямків, що пов’язані симетрією.
Це спостереження підтверджує експериментальну реалізацію двовимірної шести-состоянної моделі годинника, що була введена в 1970-х роках. Дослідження демонструє повну послідовність фаз, що очікується для цієї моделі.
Перспективи для наноелектроніки
Дослідники планують вивчити, як стабілізувати подібні магнітні фази при вищих температурах, сподіваючись знайти матеріали, які можуть підтримувати ці ефекти ближче до кімнатної температури. Це відкриття є важливим кроком у розвитку нових наноелектронних пристроїв.
Результати також вказують на те, що багато інших двовимірних магнітних матеріалів можуть містити невідомі магнітні фази, що може призвести до нових відкриттів у фундаментальній фізиці.
Дослідження фінансувалося Національним науковим фондом США та іншими організаціями, що підтримують наукові дослідження.
