Ученые Санкт-Петербургского государственного университета впервые применили метод спектроскопии спинового шума для исследования перовскита MAPbI₃ — перспективного материала для солнечных панелей и оптоэлектроники. Результаты исследования физиков опубликованы в Physical Review Letters.
В исследовании ученые применили метод спектроскопии спинового шума, чтобы изучить случайные колебания спинов в слабом магнитном поле, не возбуждая систему. Спины можно сравнить с маленькими магнитами у частиц. Они могут случайно колебаться, и именно эти колебания можно измерять, чтобы изучать магнитные свойства материалов, что принципиально важно для создания новых материалов и технологий.
Свойства перовскитов зависят от их состава. Если в них есть галогены (йод, бром, хлор), их называют галогенидными. Такие перовскиты применяют в солнечных панелях, датчиках света и других устройствах. Перовскит MAPbI₃ представляет собой соединение йода, свинца и органического катиона метиламмония. Он активно изучается благодаря способности эффективно поглощать и излучать свет.
Оказалось, что магнитные свойства кристалла зависят от направления внешнего поля — из-за анизотропии, то есть неодинаковой структуры кристалла по разным направлениям.
Анизотропия среды — это явление, когда ее свойства (например, прочность или намагниченность) зависят от направления воздействия (приложенной силы или магнитного поля соответственно). Представьте, что кристалл — это не идеальный шар, а что‑то вроде деревянного бруска: вдоль волокон он прочный, а поперек — легко ломается. В нашем случае под воздействием внешнего магнитного поля спиновая система перовскита откликается по‑разному на разные направления этого поля. А мы можем менять его направление относительно зафиксированного в криостате образца.
Дополнительно в ходе эксперимента нашли две спиновые подсистемы, связанные с двойникованием кристалла — когда его внутренняя структура образует симметричные, но отличающиеся области. Метод спинового шума помог визуализировать эти скрытые неоднородности как своего рода «микроскоп», способный проникнуть в глубину кристаллической симметрии.
Ранее в Науке Mail сообщали, что в США ученые раскрыли универсальные законы квантовой запутанности.
