(Notícias Nanowerk) Recentemente, usando o sistema de microscopia de força magnética (MFM) altamente sensível do Regular Excessive Magnetic Discipline Facility (SHMFF), juntamente com espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica e simulações micromagnéticas, um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. LU Qingyou no Instituto de Ciências Físicas de Hefei da Academia Chinesa de Ciências, em colaboração com o Prof. XIONG Yimin da Universidade de Anhui, conseguiu a primeira observação de estruturas magnéticas intrínsecas em uma rede kagome.
Os resultados foram publicados em Ciência Avançada (“Imagens no espaço actual de texturas de spin que quebram a simetria intrínseca em uma rede Kagome”).
O comportamento dos materiais é amplamente determinado pela interação entre seus elétrons internos e a estrutura da rede. As redes de Kagome, caracterizadas por características como pontos de Dirac e bandas planas, exibem fenômenos notáveis como magnetismo topológico e supercondutividade não convencional. Elas prometem entender a supercondutividade de alta temperatura e têm aplicações potenciais na computação quântica. No entanto, os padrões de spin intrínsecos governados por essas redes permanecem uma questão em aberto.
Em seu estudo, a equipe de pesquisa descobriu uma nova matriz magnética modulada por rede no cristal único kagome Fe₃Sn₂ binário. Essa matriz formou uma estrutura hexagonal quebrada única devido à competição entre a simetria da rede hexagonal e a anisotropia magnética uniaxial. As medições de transporte de Corridor confirmaram ainda mais a presença de configurações de spin topologicamente quebradas dentro do materials.
Experimentos de temperatura variável revelaram que a reconstrução magnética em Fe3Sn2 monocristais ocorreram por meio de uma transição de fase de segunda ordem ou de primeira ordem fraca, revisando suposições anteriores de uma transição de primeira ordem. Esta descoberta redefiniu o estado basic magnético de baixa temperatura como um estado ferromagnético no plano, contradizendo relatórios anteriores de um estado de vidro de spin. Com base nesses resultados, a equipe desenvolveu um novo diagrama de fase magnética para Fe3Sn2.
Além disso, dados quantitativos de MFM mostraram que componentes magnéticos fora do plano significativos persistem em baixas temperaturas. Usando o modelo Kane-Mele, a equipe explicou a abertura da lacuna de Dirac em baixas temperaturas, descartando hipóteses anteriores sobre a presença de skyrmions nessas condições.
De acordo com a equipe, essa descoberta fornece novos insights para explorar estruturas magnéticas topológicas e desenvolver tecnologias futuras em computação quântica e supercondutividade de alta temperatura.