I quasicristalli sono materiali intermetallici che hanno attirato un'attenzione significativa da parte dei ricercatori che mirano a far avanzare la comprensione della fisica della materia condensata. A differenza dei normali cristalli, in cui gli atomi sono disposti secondo uno schema ordinato e ripetuto, i quasicristalli hanno schemi ordinati di atomi non ripetitivi.
La loro struttura unica porta a molte proprietà esotiche e interessanti, che sono particolarmente utili per applicazioni pratiche nella spintronica e nella refrigerazione magnetica.
Una variante unica del quasicristallo, nota come quasicristallo icosaedrico di tipo Tsai (iQC) e i loro cristalli approssimanti cubici (AC), mostrano caratteristiche intriganti. Questi includono ordini ferromagnetici (FM) e antiferromagnetici (AFM) a lungo raggio, nonché fenomeni critici quantistici non convenzionali, solo per citarne alcuni.
Attraverso precisi aggiustamenti compositivi, questi materiali possono anche mostrare caratteristiche interessanti come invecchiamento, memoria e ringiovanimento, rendendoli adatti allo sviluppo di dispositivi di memorizzazione magnetica di prossima generazione. Nonostante il loro potenziale, tuttavia, il diagramma di fase magnetica di questi materiali rimane in gran parte inesplorato.
Per scoprire di più, un team di ricercatori, guidato dal professor Ryuji Tamura del Dipartimento di Scienza e Tecnologia dei Materiali dell'Università delle Scienze di Tokyo (TUS), in collaborazione con ricercatori dell'Università di Tohoku, ha recentemente condotto esperimenti di magnetizzazione e diffrazione di neutroni in polvere (PND) sul pianeta. non-Heisenberg Tsai tipo 1/1 oro-gallio-terbio AC.
"Per la prima volta, i diagrammi di fase dell'AC di tipo Tsai non-Heisenberg sono stati svelati. Ciò stimolerà la ricerca fisica applicata sulla refrigerazione magnetica e sulla spintronica", ha affermato il professor Tamura.
I loro risultati sono pubblicati sulla rivista Materials Today Physics .
Attraverso diversi esperimenti, i ricercatori hanno sviluppato il primo diagramma di fase magnetico completo dell'AC di tipo Tsai non Heisenberg, che copre un'ampia gamma di rapporti elettrone per atomo (e/a) (un parametro cruciale per comprendere la natura fondamentale dei QC ).
Inoltre, le misurazioni utilizzando la diffrazione di neutroni da polvere (PND) hanno rivelato la presenza di un ordine AFM vorticoso non complanare con un rapporto e/a di 1,72 e un ordine FM vorticoso non complanare con un rapporto e/a di 1,80.
Il team ha ulteriormente chiarito la regola di selezione della fase ferromagnetica e antiferromagnetica delle interazioni magnetiche analizzando l'orientamento relativo dei momenti magnetici tra i siti vicini più vicini e quelli vicini più prossimi.
Il professor Tamura aggiunge che le loro scoperte aprono nuove porte per il futuro della fisica della materia condensata. "Questi risultati offrono importanti spunti sull'intricata interazione tra le interazioni magnetiche negli AC di tipo Tsai non Heisenberg. Gettano le basi per comprendere le proprietà intriganti non solo degli AC non Heisenberg ma anche degli iQC non Heisenberg che devono ancora essere scoperti ."
In sintesi, questa innovazione spinge la fisica della materia condensata e la ricerca sui quasicristalli in territori inesplorati, aprendo la strada a dispositivi elettronici avanzati e a tecnologie di refrigerazione di prossima generazione.
Ulteriori informazioni: Farid Labib et al, Presentazione del diagramma di fase magnetico esotico di un approssimante quasicristallo non Heisenberg, Materials Today Physics (2023). DOI:10.1016/j.mtphys.2023.101321
Fornito dall'Università delle Scienze di Tokyo
