Un equipo de investigadores de la Universidad Técnica de Múnich, el Instituto Walther-Meissner de la Academia Bávara de Ciencias y Humanidades y la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología en Trondheim ha descubierto un método interesante para controlar el giro transportado por giro cuantificadoexcitaciones de onda en aislantes antiferromagnéticos.
Las partículas elementales llevan un momento angular intrínseco conocido como su espín. Para un electrón, el espín solo puede tomar dos valores particulares en relación con un eje de cuantificación, lo que nos permite denotarlos como electrones de espín hacia arriba y hacia abajo. Estos dos elementos intrínsecos-El valor del espín del electrón es el núcleo de muchos efectos fascinantes en física.
En la tecnología de la información actual, el espín de un electrón y el impulso magnético asociado se explotan en aplicaciones de almacenamiento de información y lectura de medios magnéticos, como discos duros y cintas magnéticas.
Antiferromagnetos: ¿futuras estrellas en almacenamiento de datos magnéticos?
Tanto los medios de almacenamiento como los sensores de lectura utilizan materiales ordenados ferromagnéticamente, donde todos los momentos magnéticos se alinean en paralelo. Sin embargo, los momentos pueden orientarse de una manera más compleja. En los antiferromagnetos, el "antagonista de un ferromagneto", los momentos vecinos se alinean ende manera antiparalela. Si bien estos sistemas parecen "no magnéticos" desde el exterior, han atraído una gran atención, ya que prometen robustez contra campos magnéticos externos y un control más rápido. Por lo tanto, se los considera como los nuevos niños en el bloque para aplicaciones enalmacenamiento magnético y computación no convencional.
Una cuestión importante en este contexto es si la información puede transportarse y detectarse en antiferromagnetos y cómo. Investigadores de la Universidad Técnica de Munich, el Instituto Walther-Meissner y la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología en Trondheim estudiaron el aislante antiferromagnéticohematita a este respecto.
En este sistema, los portadores de carga están ausentes y, por lo tanto, es un banco de pruebas particularmente interesante para la investigación de aplicaciones novedosas, donde se apunta a evitar la disipación por una resistencia eléctrica finita. Los científicos descubrieron un nuevo efecto exclusivo del transporte de excitaciones antiferromagnéticas, que abre nuevas posibilidades para el procesamiento de información con antiferromagnetos.
Desencadenamiento del pseudospin en antiferromagnets
El Dr. Matthias Althammer, el investigador principal del proyecto, describe el efecto de la siguiente manera: "En la fase antiferromagnética, los espines vecinos se alinean de forma antiparalela. Sin embargo, hay excitaciones cuantificadas llamadas magnones. Esos llevan información codificada en suespín y puede propagarse en el sistema. Debido a las dos especies de espín acoplado antiparalelo en el antiferromagnet, la excitación es de naturaleza compleja, sin embargo, sus propiedades pueden emitirse en un espín efectivo, un pseudo espín. Podríamos demostrar experimentalmente que podemosmanipular este pseudopin y su propagación con un campo magnético ".
El Dr. Akashdeep Kamra, el teórico principal de NTNU en Trondheim agrega que "este mapeo de las excitaciones de un antiferromagnet en una pseudospin permite una comprensión y un enfoque poderoso que ha sido la base crucial para tratar los fenómenos de transporte en los sistemas electrónicos.En este caso, esto nos permite describir la dinámica del sistema de una manera mucho más fácil, pero aún así mantener una descripción cuantitativa completa del sistema. Lo más importante es que los experimentos proporcionan una prueba de concepto para el pseudospin, un concepto que está muy cercarelacionados con la mecánica cuántica fundamental. "
Liberar todo el potencial de magnones antiferromagnéticos
Esta primera demostración experimental de la dinámica de la pseudoespina magnon en un aislante antiferromagnético no solo confirma las conjeturas teóricas sobre el transporte de magnon en antiferromagnetos, sino que también proporciona una plataforma experimental para expandirse hacia fenómenos inspirados en la electrónica rica.
"Es posible que podamos realizar cosas nuevas y fascinantes, como el análogo magnon de un aislante topológico en materiales antiferromagnéticos", señala Rudolf Gross, director del Instituto Walther-Meissner, profesor de Física Técnica E23 en la Universidad Técnicade Múnich y copresentador del clúster de excelencia del Centro de Ciencia y Tecnología Cuántica de Múnich MCQST. "Nuestro trabajo proporciona una perspectiva interesante para las aplicaciones cuánticas basadas en magnones en antiferromagnetos"
La investigación fue financiada por Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG a través del clúster de excelencia Munich Center for Quantum Science and Technology MCQST y por el Consejo de Investigación de Noruega.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Técnica de Munich TUM . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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