В рамках международного сотрудничества были проанализированы образцы кристаллов NdBi, которые демонстрируют интересные магнитные свойства. В своих экспериментах, в том числе измерениях на BESSY II, им удалось найти доказательства существования так называемых дуг Ферми в антиферромагнитном состоянии образца при низких температурах. Это наблюдение еще не объясняется существующими теоретическими представлениями и открывает захватывающие возможности использования такого рода материалов для инновационных информационных технологий, основанных на спине электрона, а не на заряде.

Кристаллы неодима-висмута относятся к широкому кругу материалов с интересными магнитными свойствами . Измеряемая в экспериментах поверхность Ферми содержит информацию о транспортных свойствах носителей заряда в кристалле. В то время как поверхность Ферми обычно состоит из замкнутых контуров, несвязанные участки, известные как дуги Ферми, очень редки и могут быть сигнатурами необычных электронных состояний.

Необычные магнитные расщепления

В исследовании, опубликованном в журнале Nature , команда представляет экспериментальные доказательства существования таких дуг Ферми. Они наблюдали необычное магнитное расщепление в антиферромагнитном состоянии образцов ниже температуры 24 Кельвина (температура Нееля). Это расщепление создает полосы противоположной кривизны , которая меняется с температурой вместе с антиферромагнитным порядком.

Эти результаты очень важны, поскольку они принципиально отличаются от ранее теоретически рассмотренных и зарегистрированных экспериментально случаев магнитного расщепления. В случае известных расщеплений Зеемана и Рашбы кривизна полос всегда сохраняется. Поскольку оба расщепления важны для спинтроники, эти новые открытия могут привести к новым приложениям, особенно в связи с тем, что в настоящее время центр исследований в области спинтроники перемещается от традиционных ферромагнитных к антиферромагнитным материалам.