Las propiedades magnéticas de un haluro de cromo se pueden ajustar manipulando los átomos no magnéticos en el material, informa un equipo dirigido por investigadores del Boston College en la edición más reciente de avances científicos .
El método aparentemente contrario a la intuición se basa en un mecanismo conocido como interacción de intercambio indirecto, según el profesor asistente de física del Boston College Fazel Tafti, autor principal del informe.
Una interacción indirecta está mediada entre dos átomos magnéticos a través de un átomo no magnético conocido como ligando. Los hallazgos de Tafti Lab muestran que al cambiar la composición de estos átomos del ligando, todas las propiedades magnéticas se pueden ajustar fácilmente.
"Abordamos una pregunta fundamental: ¿es posible controlar las propiedades magnéticas de un material cambiando los elementos no magnéticos?", Dijo Tafti. "Esta idea y la metodología sobre la que informamos no tienen precedentes. Nuestros hallazgos demuestran un nuevo enfoquepara crear imanes en capas sintéticas con un nivel de control sin precedentes sobre sus propiedades magnéticas ".
Los materiales magnéticos son la columna vertebral de la mayoría de la tecnología actual, como la memoria magnética en nuestros dispositivos móviles. Es una práctica común ajustar las propiedades magnéticas modificando los átomos magnéticos en un material. Por ejemplo, un elemento magnético, como el cromo, puede ser reemplazado por otro, como hierro.
El equipo estudió formas de controlar experimentalmente las propiedades magnéticas de los materiales magnéticos inorgánicos, específicamente, los haluros de cromo. Estos materiales están hechos de un átomo de cromo y tres átomos de haluro: cloro, bromo y yodo.
El hallazgo central ilustra un nuevo método para controlar las interacciones magnéticas en materiales estratificados mediante el uso de una interacción especial conocida como acoplamiento ligando espín-órbita. El acoplamiento espín-órbita es una propiedad de un átomo para reorientar la dirección de los espines.- los pequeños imanes en los electrones - con el movimiento orbital de los electrones alrededor de los átomos.
Esta interacción controla la dirección y la magnitud del magnetismo. Los científicos estaban familiarizados con el acoplamiento espín-órbita de los átomos magnéticos, pero no sabían que el acoplamiento espín-órbita de los átomos no magnéticos también podría utilizarse para re-orienta los giros y afina las propiedades magnéticas, según Tafti.
El equipo se sorprendió de que pudieran generar un diagrama de fase completo modificando los átomos no magnéticos en un compuesto, dijo Tafti, quien fue coautor del informe con sus compañeros físicos de BC Ying Ran y Kenneth Burch, investigadores postdoctorales Joseph Tangy Mykola Abramchuk, el estudiante graduado Faranak Bahrami, y los estudiantes universitarios Thomas Tartaglia y Meaghan Doyle. Julia Chan y Gregory McCandless de la Universidad de Texas, Dallas, y José Lado de la Universidad Aalto de Finlandia, también formaron parte del equipo
"Este hallazgo presenta un procedimiento novedoso para controlar el magnetismo en materiales en capas, abriendo un camino para crear nuevos imanes sintéticos con propiedades exóticas", dijo Tafti. "Además, encontramos firmas sólidas de un estado cuántico potencialmente exótico asociado a magnéticosfrustración, un descubrimiento inesperado que puede conducir a una nueva e interesante dirección de investigación ".
Tafti dijo que el siguiente paso es usar estos materiales en tecnologías innovadoras como dispositivos magneto-ópticos o la nueva generación de memorias magnéticas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Boston College . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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