Escoltar

Un estudi de la UIB posa al descobert noves propietats de materials antiferromagnètics

El treball de Sergey Kustov, Miquel Corró i Joan Torrens s'ha publicat a Scientific Reports i revela dos fenòmens que fins ara mai no s’havien observats en aquests materials d'interès per al camp de l’enginyeria de parets de dominis 

Els materials antiferromagnètics són actualment objecte d’un gran interès científic per les aplicacions que tenen en el camp de l'espintrònica. Les estructures multicapa dels materials antiferromagnètics, per exemple, mostren magnetoresistència anisotròpica d’efecte túnel i tenen un gran potencial per ser usades en memòries magnètiques controlades per corrents, que tenen l'avantatge de ser resistents a camps magnètics externs i ofereixen més protecció envers possibles lectures no autoritzades usant sondes magnètiques.

Les prediccions teòriques mostren que el moviment de les parets de dominis en aquests materials poden arribar a velocitats ordres de magnitud més elevades que en materials ferromagnètics. Malgrat això, l'estudi experimental de la dinàmica del moviment de les parets de domini en materials antiferromagnètics és molt més complicada que en els materials ferromagnètics, ja que el moviment de les parets no produeix un canvi de magnetització neta.

Ara, un estudi fet per investigadors del Departament de Física de la Universitat de les Illes Balears en col·laboració amb investigadors d'universitats de Rússia, la Xina i el Regne Unit, usa una tècnica acústica avançada, desenvolupada a la UIB, per estudiar la dinàmica de parets de domini en l'estructura antiferromagnètica espiral del disprosi policristal·lí, una estructura típica de les terres rares.

En el treball, que s'ha publicat a la revista científica Scientific Reports, es demostra que les parets de domini en materials antiferromagnètics espirals, amb la variació de temperatura, participen en dos tipus de moviments induïts per esforços tèrmics o variacions de l'angle de l'hèlix d’espins: un moviment translatiu de llarg abast i una relaxació de curt abast de tipus vítria. Aquesta última és la responsable de l’efecte de memòria, i permet revelar l’estat de temperature chaos en l’estructura magnètica de les parets de domini. Fins ara aquests dos fenòmens mai no havien estat observats en materials antiferromagnètics.

Un altre resultat important d’aquest treball de recerca és l'observació d’una nova categoria d'absorció magnetomecànica lineal causada per les parets de domini. Aquest nou fenomen acústic, anomenat absorció magnetomecànica transitòria, s'afegeix a les tres que ja es coneixien des de fa seixanta anys, i està relacionat amb el moviment translatiu de les parets de domini en el disprosi antiferromagnètic. A més, els investigadors han previst l'existència d’altres condicions per observar aquest nou fenomen en materials ferromagnètics.

Els investigadors continuaran en aquesta línia de recerca i l'estendran a l'estudi que tenen aquests efectes en materials monocristal·lins i en d’altres d’antiferromagnètics.

Referència bibliogràfica

Kustov, S.; Liubimova, I.; Corró, M.; Torrens-Serra, J.; Wang, X.; Haines, C. R. S., i Salje, E. K. H. Temperature Chaos, Memory Effect and Domain Fluctuations in the Spiral Antiferromagnet Dy. Scientific Reports, 2019 (9): 5076. doi: https://doi.org/10.1038/s41598-019-41566-7 

Data de publicació: 09/04/2019