Физици от Тексаския университет в Остин наблюдават нови магнитни фази
Учени от Тексаския университет в Остин за пръв път успяха да наблюдават пълна последователност от екзотични магнитни фази в еднослоен магнитен материал. Техният експеримент е довел до създаването на стабилни острови на магнетизация с размери от само няколко нанометра. Това откритие може да революционизира съхранението на данни, предлагайки капацитет, значително надвишаващ този на съвременните твърди дискове.
По време на охлаждането, атомно тънкият материал преминава през две последователни фази. Първата, известна като фазата на Березински-Костерлиц-Таулс (BKT), се активира при температури между -150 и -130°C. В тази фаза магнитните моменти образуват вихрови структури, свързани в двойки и усукани в противоположни посоки, с диаметър не по-голям от няколко нанометра.
След това, при по-нататъшно охлаждане, материалът преминава във втората магнитна фаза, наречена six-state clock phase. В нея магнитните моменти заемат една от шестте възможни ориентации, подобно на числата на часовника. Тези стабилни състояния осигуряват основа за нови технологии за записване на информация, а ефектът е постигнат в никел-фосфорен трисулфид (NiPS₃).
Откритията потвърдиха основни модели на двумерния магнетизъм и топологичната физика, включително приноса на съветския физик Вадим Березински. Неговите идеи са в основата на прехода BKT, за който Костерлиц и Таулес получиха Нобелова награда през 2016 година.
Работата на учените демонстрира изключителна стабилност на наноразмерните магнитни вихри в двуизмерна система, отваряйки нови възможности за контрол на магнетизма на атомно ниво. В бъдеще те планират да открият материали, в които подобни фази да се стабилизират при по-високи температури, близки до стайната температура, което може да доведе до създаването на свръхкомпактни магнитни наноустройства и напредък в спинтрониката.