Los cuasicristales son materiales intermetálicos que han atraído una gran atención por parte de investigadores que buscan avanzar en la comprensión de la física de la materia condensada. A diferencia de los cristales normales, en los que los átomos están dispuestos en un patrón ordenado y repetitivo, los cuasicristales tienen patrones ordenados de átomos que no se repiten.
Su estructura única conduce a muchas propiedades exóticas e interesantes, que son particularmente útiles para aplicaciones prácticas en espintrónica y refrigeración magnética.
Una variante de cuasicristal única, conocida como cuasicristal icosaédrico de tipo Tsai (iQC) y sus cristales cúbicos aproximantes (AC), muestran características intrigantes. Estos incluyen órdenes ferromagnéticas (FM) y antiferromagnéticas (AFM) de largo alcance, así como fenómenos críticos cuánticos no convencionales, por nombrar algunos.
Mediante ajustes de composición precisos, estos materiales también pueden exhibir características intrigantes como envejecimiento, memoria y rejuvenecimiento, lo que los hace adecuados para el desarrollo de dispositivos de almacenamiento magnético de próxima generación. Sin embargo, a pesar de su potencial, el diagrama de fases magnético de estos materiales permanece en gran medida inexplorado.
Para descubrir más, un equipo de investigadores, dirigido por el profesor Ryuji Tamura del Departamento de Ciencia y Tecnología de Materiales de la Universidad de Ciencias de Tokio (TUS), en colaboración con investigadores de la Universidad de Tohoku, realizó recientemente experimentos de magnetización y difracción de neutrones en polvo (PND) en el AC 1/1 oro-galio-terbio tipo Tsai no Heisenberg.
"Por primera vez, se han descifrado los diagramas de fase del aire acondicionado de tipo Tsai que no es de Heisenberg. Esto impulsará la investigación de física aplicada sobre refrigeración magnética y espintrónica", afirmó el profesor Tamura.
Sus hallazgos se publican en la revista Materials Today Physics. .
A través de varios experimentos, los investigadores desarrollaron el primer diagrama de fase magnético integral del AC de tipo Tsai que no es de Heisenberg, que cubre una amplia gama de proporciones de electrones por átomo (e/a) (un parámetro crucial para comprender la naturaleza fundamental de los QC). ).
Además, las mediciones utilizando la difracción de neutrones en polvo (PND) revelaron la presencia de un orden AFM giratorio no coplanar con una relación e/a de 1,72 y un orden FM giratorio no coplanar con una relación e/a de 1,80.
El equipo aclaró aún más la regla de selección de fase ferromagnética y antiferromagnética de las interacciones magnéticas analizando la orientación relativa de los momentos magnéticos entre los sitios vecinos más cercanos y más cercanos.
El profesor Tamura añade que sus hallazgos abren nuevas puertas para el futuro de la física de la materia condensada. "Estos resultados ofrecen información importante sobre la intrincada interacción entre las interacciones magnéticas en los AC de tipo Tsai que no son de Heisenberg. Sentan las bases para comprender las propiedades intrigantes no solo de los AC que no son de Heisenberg sino también de los iQC que aún no se han descubierto. ."
En resumen, este avance impulsa la investigación de la física de la materia condensada y los cuasicristales hacia territorios inexplorados, allanando el camino para dispositivos electrónicos avanzados y tecnologías de refrigeración de próxima generación.
Más información: Farid Labib et al, Revelando un diagrama de fase magnético exótico de una aproximante cuasicristal no Heisenberg, Materials Today Physics (2023). DOI:10.1016/j.mtphys.2023.101321
Proporcionado por la Universidad de Ciencias de Tokio
