2037
Дослідники знайшли ознаки незвичайного магнітного стану в надтонких плівках діоксиду рутенію RuO2. У масивних зразках цей матеріал зазвичай поводиться як немагнітний, але коли його зробили завтовшки лише у кілька атомних шарів і створили механічне напруження кристалічної ґратки, електрони продемонстрували спінову структуру, сумісну з альтермагнетизмом.
Альтермагнетизм — відносно недавно сформульований клас магнітного впорядкування. Він поєднує деякі властивості двох добре відомих типів магнетизму. Як в антиферомагнетиках, магнітні моменти можуть компенсувати один одного, тому матеріал майже не створює зовнішнього магнітного поля. Водночас електронні стани мають особливе спінове розщеплення, корисне для електроніки.
Діоксид рутенію був одним із ранніх кандидатів на роль альтермагнетика, але результати досліджень масивного матеріалу залишалися суперечливими. У новій роботі команда зосередилася саме на ультратонких епітаксійних плівках, де атомна структура відчуває напруження через взаємодію з підкладкою.
Щоб визначити стан електронних спінів, науковці використали спін-роздільну фотоемісійну спектроскопію з кутовим розділенням. Метод дозволяє вимірювати не лише енергію та імпульс електронів, а й орієнтацію їхнього спіну.
У напружених тонких плівках дослідники побачили залежні від імпульсу спінові текстури, які не вдалося пояснити лише немагнітною полярною структурою матеріалу або похибками вимірювання. Теоретичний аналіз показав, що отримана картина відповідає незвичайному магнітному порядку.
Ключовим чинником виявилося саме механічне напруження ґратки. У розслабленому об’ємному RuO2 аналогічних ознак не спостерігають, тому дослідники припускають, що деформація може працювати як інструмент для керування магнітним станом.
Практичний інтерес до альтермагнетиків пов’язаний зі спінтронікою — пристроями, які використовують не лише заряд електрона, а й його спін. Однак автори підкреслюють, що потрібні подальші вимірювання та перевірка стабільності ефекту в умовах, наближених до роботи реальної електроніки.
https://www.sciencedaily.com/releases/2026/08/260826055454.htm
