Квазикристаллы: новая форма материи, которая перевернёт мир электроники и холодильников

Квазикристаллы, материалы с необычным атомным устройством, отличающимся от упорядоченных структур обычных кристаллов, привлекают внимание учёных в области физики конденсированных сред. Эти структуры могут играть ключевую роль в открытии новых границ в этой области.

Особый интерес исследователей вызывает тип квазикристалла, известный как икосаэдрический квазикристалл Цай (iQC) и его кубические аппроксимантные кристаллы (AC). Эти материалы демонстрируют необычные свойства, включая ферромагнетизм и антиферромагнетизм на больших расстояниях, а также необычные квантовые явления, что делает их потенциально полезными для технологий, таких как спинтроника и магнитное охлаждение.

Группа учёных под руководством профессора Рюдзи Тамуры из Токийского университета науки, совместно с коллегами из Тохокского университета, сосредоточилась на изучении не-Гейзенберговского типа квазикристалла Цай из золота, галлия и тербия.

Эти материалы обладают уникальными свойствами, такими как старение, память и омоложение, что делает их перспективными кандидатами для следующего поколения магнитных устройств хранения данных. Они также могут стать ключом к новому поколению холодильников.

Однако до недавнего времени учёные не полностью понимали, как работают эти материалы, особенно в отношении их магнитной фазовой диаграммы. Исследователи опубликовали свои находки в журнале "Materials Today Physics", впервые раскрыв магнитную фазовую диаграмму не-Гейзенберговского типа AC.

Для создания этой диаграммы команда провела эксперименты по магнетизации и порошковой нейтронной дифракции, охватывающие широкий диапазон соотношений электронов на атом (e/a). Эти измерения выявили нескопланарный вихревой антиферромагнитный порядок при соотношении e/a 1.72 и нескопланарный вихревой ферромагнитный порядок при соотношении e/a 1.80.

Профессор Тамура подчеркивает важность этих результатов, указывая, что они обеспечивают важное понимание взаимодействия магнитных взаимодействий в не-Гейзенберговских типах AC и открывают путь для понимания свойств ещё не открытых не-Гейзенберговских iQC.

Это открытие является значительным шагом вперёд для физики конденсированных сред и исследований квазикристаллов, открывая дорогу для развития передовых электронных устройств и технологий холодильников нового поколения.