La propriété exotique des cristaux « à deux mains » indique de nouveaux phénomènes magnétiques


La propriété exotique des cristaux

Exemples de textures magnétiques périodiques et de leurs réflexions géométriques. (a) Les cycloïdes, également appelées parois de type Néel. (b) Helix, également connu sous le nom de murs de type Bloch. (c) Modulation antichirale trouvée dans le présent travail. Crédit photo : DOI : 10.1103 / PhysRevB.104.L020406

Des chercheurs de Skoltech, du KTH Royal Institute of Technology et de l’Université d’Uppsala ont prédit l’existence d’un ferromagnétisme antichiral, une non négligeable de certains magnétiques qui ouvre la porte à une multitude de nouveaux phénomènes magnétiques. L’article a été publié dans la revue Vérification physique B.

La chiralité, ou maniabilité, est une propriété de base extrêmement importante des objets dans de nombreux domaines de la physique, des mathématiques, de la chimie et de la biologie ; un objet chiral ne peut en aucun cas se superposer à son reflet. Les objets chiraux les plus simples sont les humaines, d’où le terme lui-même.Le contraire de chiral est achiral : un cercle ou un carré sont des objets achiraux simples.

La chiralité peut être appliquée à des entités beaucoup plus complexes ; par exemple, des interactions internes concurrentes dans un système magnétique peuvent conduire à l’apparition de textures magnétiques périodiques dans la structure qui diffèrent de leurs images miroir – c’est ce qu’on appelle l’ordre ferromagnétique chiral. Les cristaux chiraux sont largement reconnus comme des candidats prometteurs pour la réalisation de dispositifs de stockage et de traitement de données magnétiques, car les informations peuvent être codées grâce à leurs textures magnétiques non triviales.

Anastasia Pervishko, chercheuse au Skoltech Center for Computational and Data-Intensive Science and Engineering (CDISE), et ses collègues ont utilisé une analyse basée sur la symétrie et des calculs numériques pour prédire l’existence du ferromagnétisme antichiral – un type d’ordre ferromagnétique lorsque les deux types de chiralité (handedness) existent en même temps et alternent dans l’espace.

« Contrairement aux textures chirales et achirales, nous prédisons un ordre magnétique fondamentalement différent dans les ferroaimants tétraédriques. Nous utilisons le terme « antichiralité » pour souligner la modulation spontanée de la direction de magnétisation avec un changement de chiralité spatiale induit par le cristal entre la symétrie droitier et gaucher », explique Pervishko.

Elle explique que la chiralité dans cette texture magnétique périodique alterne dans l’espace alors que l’invariant de torsion moyen est nul. « Vous pouvez le considérer comme une modulation magnétique avec une partie pour droitier et l’autre pour gaucher ; c’est radicalement différent des textures chirales traditionnelles où la maniabilité est préservée », ajoute Pervishko.

L’équipe a montré que le ferromagnétisme antichiral peut être observé dans une classe de cristaux dans laquelle de nombreux minéraux se forment naturellement. Pour ce faire, ils ont examiné l’ordre magnétique dans la structure avec une symétrie cristalline tétraédrique et ont utilisé l’analyse micromagnétique pour dériver ce nouvel ordre antichiral.

« Grâce à cet état fondamental non conventionnel, l’ordre magnétique proposé pourrait conduire à une riche famille de phénomènes magnétiques, y compris des domaines magnétiques uniques et des skyrmions fondamentalement différents des textures chirales. Ce résultat déclenche de nouvelles investigations théoriques et expérimentales sur ce type de matériau magnétique. « Conclut Anastasia Pervishko.


Effet mémoire de chiralité des parois de domaines ferromagnétiques


Plus d’information:
Filipp N. Rybakov et al., Ferromagnétisme antichiral, Vérification physique B (2021). DOI : 10.1103 / PhysRevB.104.L020406

Fourni par l’Institut des sciences et de la technologie de Skolkovo

citation: La propriété des cristaux « ambidextres » de nouveaux phénomènes magnétiques (2021, 4 août), consulté le 5 août 2021 à partir de https://phys.org/news/2021-08-exotic-property-ambidextres-crystals -magnetic. html

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