Los investigadores han diseñado un nuevo material de óxido, Ca3 Co3 O8 , mediante manipulación de precisión atómica de óxidos correlacionados. Demostró una notable combinación de propiedades:ferromagnetismo, distorsión polar y metalicidad, lo que pone de relieve los metales polares y despierta un importante interés científico.
Este logro fue publicado en Nature Materials . La colaboración incluyó al Prof. Sheng Zhigao de los Institutos Hefei de Ciencias Físicas (HFIPS) de la Academia China de Ciencias (CAS), el equipo del Profesor Yu Pu de la Universidad de Tsinghua y usuarios de la Instalación de Alto Campo Magnético Estable (SHMFF) en HFIPS. /P>
En la comprensión tradicional, la polarización eléctrica y el orden magnético de los materiales se consideraban mutuamente excluyentes. Sin embargo, se propuso el concepto de metales polares, sugiriendo que estos materiales podrían exhibir polarización eléctrica y propiedades metálicas simultáneamente.
Integrar el ferromagnetismo en metales polares sigue siendo un desafío, ya que implica conciliar la contradicción inherente entre polarización, ferromagnetismo y metalicidad dentro de un solo material, lo que plantea un obstáculo científico importante.
En este estudio, los investigadores exploraron el uso de poliedros de oxígeno para controlar las propiedades de los materiales, lo que llevó a la creación de un nuevo óxido funcional cuasi bidimensional llamado Ca3. Co3 O8 . Este material combina características de la estructura de doble capa Ruddlesden-Popper (RP) y la estructura de brownmillerita (BM).
Utilizaron el sistema de prueba óptica no lineal del SHMFF para confirmar un orden de polarización significativo en Ca3 Co3 O8 . Descubrieron que el desplazamiento de los iones Co en el octaedro CoO6 de doble capa era el principal contribuyente a la polaridad.
Aprovechando el sistema magnético refrigerado por agua del SHMFF para pruebas de transporte eléctrico, el equipo también observó un importante efecto Hall topológico en el material.
Estos resultados proporcionan una plataforma material ideal para la exploración de propiedades correlacionadas eléctricas y magnéticas y ofrecen una perspectiva novedosa para el diseño de óxidos correlacionados.
Según el equipo, el robusto efecto Hall topológico de este material no solo mejora la comprensión de los materiales magnéticos y sus interacciones, sino que también ofrece potencial para la investigación fundamental y la exploración de aplicaciones en espintrónica.
