Une équipe de recherche dirigée par le professeur Shao Dingfu des Instituts Hefei des sciences physiques de l'Académie chinoise des sciences a prédit une nouvelle classe de matériaux antiferromagnétiques avec des structures transversales uniques, appelées «antiferromagnets de type X». Ces matériaux présentent un transport de spin sélectif en sous-réduction et une dynamique magnétique non conventionnelle, offrant de nouvelles possibilités pour les dispositifs spintroniques de nouvelle génération.
Publié dans Newtonce travail remet en question les vues conventionnelles du comportement atomique collectif dans les solides et promet des applications transformatrices dans l'électronique de nouvelle génération.
Les antiferromagnets (AFM) sont évalués pour leur magnétisation nette zéro et leur dynamique ultra-rapide, ce qui les rend attrayantes pour la spintronique. Cependant, leur application pratique a été entravée par l'annulation de la rotation mutuelle entre les sous-lieux magnétiques, ce qui limite le contrôle du courant de spin. Les AFM de type X nouvellement proposés, avec leur géométrie de chaîne à intersection en forme de « x » distinctive, surmontent cette limitation.
Dans ces matériaux, le transport de spin peut être dirigé sélectivement à travers un sous-sous-rédacteur magnétique en réglant la direction d'un champ électrique appliqué – un exploit auparavant considéré comme inaccessible. Cette percée a été réalisée grâce au dépistage informatique à haut débit, qui a identifié 15 AFM de type X candidate, classés en trois sous-types de réseau transversale fondamentaux.
Parmi ceux-ci, β-Fe2Pote5 a émergé en tant que candidat de haut niveau, avec une température de NÉEL dépassant 300 K, ce qui le rend adapté aux applications à température ambiante.
Les simulations ont révélé que lorsqu'un courant électrique est appliqué le long d'une seule chaîne de sous-rédaction ferromagnétique, le matériau montre une polarisation de spin presque complète le long de cet axe, tandis que les chaînes perpendiculaires restent inactives. Cela permet un contrôle précis du vecteur NÉEL, une opération cruciale pour l'écriture de données spintroniques antiferromagnétiques.
« Ce travail élargit la taxonomie de 70 ans des structures AFM (type G / A / C) et révèle des propriétés de matériaux cachés grâce à une analyse magnétique réelle », a déclaré le professeur Shao Dingfu.
La découverte propose non seulement une nouvelle plate-forme pour explorer les phénomènes de spin fondamentaux, mais ouvre également la porte à des dispositifs spintroniques à haute puissance et haute densité qui exploitent l'ordre antiferromagnétique d'une manière précédemment jugée impossible.
