 Warszawa, 28 listopada 2022 r. Powłoki magnetyczne o unikalnej strukturze na półprzewodnikowych nanodrutach z InAs i InAs1-xSbx Wprowadzanie jonów magnetycznych i możliwości sterowania oddziaływaniami magnetycznymi w niskowymiarowych strukturach półprzewodnikowych jest od dawna celem, który pozwoli uzyskać nowatorskie topologiczne stany elektronowe, charakteryzujące się złamaną symetrią odwrócenia w czasie. Stany takie obserwuje się jako anomalny kwantowy izolator Halla, izolator aksjonowy czy antyferromagnetyczny izolator topologiczny, z których każdy posiada unikalne mody krawędziowe. W artykule opublikowanym w listopadzie 2022 w Nano Letters 22, 8925-8931 przedstawiamy wyniki eksperymentalnej realizacji takich struktur, przez pokrycie nanodrutów InAs i InAs1 xSbx warstwami (EuIn)As, uzupełnione wykonanymi w Instytucie Fizyki PAN symulacjami dynamiki molekularnej, które pokazały jak morfologia pokrycia nanodrutów atomami Eu i As zależy od ich struktury krystalicznej. Powłoki (EuIn)As mają szczególną strukturę krystaliczną, składającą się z uporządkowanej sieci płaszczyzn atomów Eu usytuowanych pomiędzy atomowymi warstwami As, tak jak w kryształach EuIn2As2, co powoduje odwrócenie ułożenia atomowych warstw InAs. Mikroskopowe badania z atomową i chemiczną rozdzielczością pokazały także pryzmatyczną konfigurację płaszczyzn Eu.
Poniżej temperatury Néela, która wynosi 16 K EuIn2As2 jest antyferromagnetykiem typu A z naprzemiennie ustawionymi uporządkowanymi ferromagnetycznie warstwami As-Eu-As. Przewiduje się, że w stanie antyferromagnetycznym konfiguracja spinów EuIn2As2 tworzy stan topologicznego izolatora aksjonowego. W nanodrutach z powłokami (EuIn)As pomiary lokalnej podatności magnetycznej wykazały odpowiedź magnetyczną, a w niektórych próbkach zmierzony sygnał namagnesowania wskazuje na porządek ferromagnetyczny. Takie właściwości zapewniają mechanizm wzmacniania odpowiedzi Zeemana w zerowym polu magnetycznym i sugerują, że otrzymane struktury mogą służyć jako platforma dla otrzymania stanów jednowymiarowych ze złamaną symetrią odwrócenia w czasie, w tym także stanów nadprzewodnictwa topologicznego. PRACE NAUKOWE: [1] "Intrinsic Magnetic (EuIn)As Nanowire Shells with a Unique Crystal Structure",
H. Shtrikman, Man Suk Song, M. A. Załuska-Kotur, R. Buczko, X. Wang, B. Kalisky, P. Kacman, L. Houben, and H. Beidenkopf,
Nano Lett. 22, 8925 - 8931 (2022).
KONTAKTY DO NAUKOWCÓW: prof. dr hab. Magdalena A. Załuska-Kotur, Instytut Fizyki Polskiej Akademii Nauk tel. +221163296 email: zalum@ifpan.edu.pl prof. dr hab. Ryszard Buczko, Instytut Fizyki Polskiej Akademii Nauk tel. +221163324 email: buczko@ifpan.edu.pl prof. dr hab. Perla Kacman, Instytut Fizyki Polskiej Akademii Nauk tel. +221163275 email: kacman@ifpan.edu.pl MATERIAŁY GRAFICZNE: | 