04.08.2021
Сколтех
2 697

Необычное свойство кристаллов открывает возможности для исследования новых магнитных явлений

4.4

Исследователи Сколтеха и их коллеги из Королевского технологического института (KTH) и Уппсальского университета (Швеция) предсказали наличие у определенного класса магнитных кристаллов антихирального ферромагнетизма – необычного свойства, которое может дать старт исследованиям целого ряда новых эффектов, связанных с магнетизмом.

Необычное свойство кристаллов открывает возможности для исследования новых магнитных явлений / ©Getty images

Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review B. Хиральность (от др.-греч. χειρ – «рука») – фундаментальное свойство объектов во многих областях физики, математики, химии и биологии. Именно рука человека — наиболее наглядный пример хирального объекта, у которого отсутствует симметрия относительно правой или левой стороны, а его отражение в зеркале отличается от самого объекта. Примеры ахиральных объектов — круг или квадрат.

Понятие хиральности может применяться и к более сложным объектам. Например, в магнитной системе из-за конкурирующих внутренних взаимодействий могут появляться периодические магнитные текстуры, отличные от их зеркальных отражений. Такой феномен называют хиральным ферромагнитным упорядочением. Считается, что хиральные кристаллы имеют широкие перспективы использования в магнитных устройствах хранения и обработки данных за счет кодирования информации посредством таких нетривиальных магнитных текстур.

Научный сотрудник Центра Сколтеха по научным и инженерным вычислительным технологиям для задач с большими массивами данных (CDISE) Анастасия Первишко и ее коллеги на основе симметрийного анализа и численных расчетов предсказали наличие у определенного класса кристаллов антихирального ферромагнетизма, который проявляется в виде магнитного упорядочения с хиральностью, чередующейся в пространстве.

«Мы предсказали наличие у тетраэдрических ферромагнетиков принципиально иного по сравнению с хиральными и ахиральными текстурами типа магнитного упорядочения. Поэтому мы не случайно используем термин «антихиральность», чтобы подчеркнуть наличие спонтанной модуляции вектора намагниченности с пространственно чередующейся правой и левой хиральностью, что обусловлено симметрией кристалла», – рассказывает Анастасия Первишко.

Как объяснила Анастасия, в периодичной магнитной текстуре происходит чередование типов хиральности, при этом среднее значение инварианта кручения остается равным нулю. «В данном случае мы наблюдаем картину магнитной модуляции, при которой одна ее часть – правосторонняя, а другая – левосторонняя; в этом и заключается принципиальное отличие от обычных хиральных текстур, где тип хиральности остается неизменным», – добавляет Первишко.

Ученые показали, что антихиральный ферромагнетизм можно наблюдать у кристаллов с симметрией, естественной при формировании минералов. Так, они исследовали магнитное упорядочение в структуре с тетраэдральной симметрией кристалла, где в ходе микромагнитного анализа получили новое антихиральное упорядочение.

«Благодаря наличию этого необычного магнитного упорядочения можно исследовать разнообразные магнитные явления, такие как магнитные домены и скирмионы, принципиально отличающиеся от хиральных текстур. Полученные нами результаты открывают путь для проведения дальнейших теоретических и экспериментальных исследований этого класса магнитных материалов», – отмечает в заключение Анастасия Первишко. Исследование выполнялось при поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-32-60020 и стипендии Президента РФ.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.
Позавчера, 13:04
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

Вчера, 16:05
Александр Березин

Океаны на нашей планете не могли возникнуть сразу после ее появления: здесь было слишком жарко. Однако попытки объяснить их «кометным завозом» не удались, изотопный состав нашей воды не такой, как в кометах. До самых недавних пор оставалось неясным, откуда же тогда она появилась, сделав возможной земную жизнь?

Вчера, 11:30
Алиса Гаджиева

Новое исследование не только определило годы жизни неолитической представительницы нашего вида, но и показало, как она выглядела.

Позавчера, 13:04
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

23 января
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

21 января
Илья Ведмеденко

Заслуженные штурмовики A-10 и Су-25, которым дали прозвища «Бородавочник » и «Грач» соответственно, много десятилетий стоят на службе в Соединенных Штатах и России. Страны избрали разные подходы к модернизации этих самолетов, и сегодня Naked Science постарается понять, какой из них больше соответствует требованиям XXI века.

26.12.2021
Александр Березин

Российская тяжелая ракета имеет все шансы взлететь после Starship, хотя ее начали создавать на 20 лет раньше, да и по параметрам она радикально уступает детищу Илона Маска. Попробуем разобраться, почему любая попытка создать классическую ракету в наши дни — пустая трата времени и средств. А заодно дать ответ на вопрос, какую космическую ракету на самом деле стоит создавать России.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: