MnPS₃ mostra um efeito Corridor térmico inesperadamente forte, desafiando as teorias atuais de transporte quântico de calor
O calor viaja através de um steel pelo movimento dos elétrons. Porém, em um isolador não existem portadores de carga gratuitos; em vez disso, as vibrações nos átomos (fônons) movem o calor das regiões quentes para as regiões frias em um caminho reto. Em alguns materiais, quando um campo magnético é aplicado, os fônons começam a se mover lateralmente, isto é conhecido como Efeito Phonon Corridor. Excitações coletivas quantizadas da estrutura de spin, chamadas magnons, também podem fazer isso por meio do Efeito Magnon Corridor. Um efeito combinado ocorre quando magnons e fônons interagem fortemente e atravessam lateralmente no Efeito Corridor Magnon-Polaron.
Os cientistas entendem a propriedade da mecânica quântica conhecida como curvatura de Berry, que causa esse fluxo de calor transversal. No entanto, em alguns materiais, o efeito é maior do que a curvatura de Berry por si só pode explicar. Nesta pesquisa, um efeito Corridor térmico excepcionalmente grande é registrado em MnPS₃, um materials antiferromagnético isolante com forte acoplamento magnetoelástico e uma transição spin-flop. O ângulo Corridor térmico permanece grande até 4 Ok e não pode ser contabilizado pelos modelos padrão baseados na curvatura de Berry.
Este trabalho fornece uma análise aprofundada do papel da transição spin-flop nas propriedades térmicas do MnPS₃ e destaca a necessidade de novas abordagens teóricas para compreender o acoplamento e espalhamento magnon-fônon. Materiais com grandes efeitos térmicos Corridor poderiam ser usados para controlar o calor em dispositivos em nanoescala, como diodos térmicos e transistores.
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Física Quantum-Corridor e três dimensões Johannes Gooth, Stanislaw Galeski e Tobias Meng (2023)