Физики из Техасского университета в Остине впервые увидели полную последовательность экзотических магнитных фаз в сверхтонком материале — раньше их фиксировали только по отдельности. Результаты опубликованы в журнале Nature Materials.
Ученые взяли лист трисульфида никеля‑фосфора толщиной всего в один атом и начали его охлаждать. При температуре от −150 до −130°C материал перешел в особую магнитную фазу — фазу Березинского-Костерлица-Тулесса. В ней вокруг атомов возникают маленькие магнитные вихри размером в несколько нанометров: один закручивается по часовой стрелке, другой — против, и они держатся вместе.
Если охладить материал еще сильнее, он переходит в другую фазу — шестисостоятельную упорядоченную. В этом состоянии магнитные «стрелки» атомов выстраиваются в одну из шести симметричных позиций.
Это наблюдение полностью подтверждает теоретическую модель двумерного магнетизма, предложенную еще в 1970‑х годах. Теперь ученые хотят добиться того, чтобы такие магнитные состояния сохранялись не только при экстремальном холоде, но и при более высоких температурах — в идеале при комнатной. Если получится, это откроет дорогу к сверхкомпактным технологиям, например, к микрочипам нового поколения, где магнетизм управляется на уровне отдельных атомов.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что теория XIX века помогла создать новый двигатель будущего.
