В результате синтеза при сверхвысоком давлении группой учёных из Национального института материаловедения США (NIMS) получено соединение, обладающее антиферромагнитными свойствами и проявляющее квантовомеханический эффект колоссального магнетосопротивления (КМС) с новым механизмом возникновения.

Интерес к КМС связан с возможностью разработки на его основе перспективных технологий в области спинтроники. Например, он может применяться для создания устройств хранения данных с высокой плотностью записи, MEMS и NEMS сенсоров.

Успешному созданию спинтронных компонентов мешают, в частности, узкие температурные рамки, в которых проявляется эффект КМС у известных веществ.

Суть эффекта КМС состоит в значительном изменении электрического сопротивления материала при его помещении во внешнее магнитное поле, которое приводит к упорядочиванию спинов носителей заряда.

Данный квантовомеханический эффект также представляет уникальные возможности для фундаментальных исследований, таких, как изучение влияния различных типов упорядочивания в микросистемах на их термодинамическое равновесие.

Реклама на Компьютерре

Из-за некорректного перевода КМС часто путают с другим подобным эффектом – гигантским магнетосопротивлением (ГМС), в основе которого лежат другие физические явления.

Хотя колоссальное магнитное сопротивление было открыто в 1994 году, детали механизма его возникновения до сих пор являются предметом изучения многих научных работ и дискуссий.

Структура перовскита (изображение: Горбенко О.Ю., Босак А.А.)

За редким исключением, большинство известных веществ, обладающих таким свойством, относятся к классу манганитов – соединений марганца со структурой перовскита и общей формулой RMnO3. Поэтому механизм КМС чаще всего рассматривается относительно марганцевых ионов и смещения баланса между одномоментно сосуществующими фазами.

Каждое новое вещество нетипичной структуры с эффектом КМС помогает лучше понять квантовые механизмы, лежащие в его основе.

Группе под руководством доктора Хироя Сэкурай (Dr. Hiroya Sakurai) удалось продемонстрировать новый механизм возникновения эффекта КМС на примере полученного соединения, не содержащего ионы марганца: NaCr2O4.

В отличие от манганитов, вещество сохраняет эффект КМС в широких температурных пределах, что делает его отличным кандидатом для применения в спинтронике и даёт надежды на успешный поиск других соединений на основе переходных металлов.