Ученые: изгиб магнитных 2D-материалов вызовет сильный флексомагнитный эффект
Гигантский флексомагнитный эффект (возникновение намагниченности при изгибе двумерных магнитных материалов) математически предсказала команда ученых с кафедры физики колебаний физфака Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова совместно с коллегами из Шанхайского университета и Словацкой академии наук, сообщает 9 апреля пресс-служба МГУ.
Первый двумерный магнитный материал — двумерный оксид меди — был создан коллективом российских и японских ученых в 2017 году. По своим свойствам он напоминает двумерный графен. При этом геометрия таких материалов предполагает возможность возникновения магнитных эффектов при их механической деформации или изгибе.
В работе международной команды, изучающей свойства двумерных бислойных магнетиков приняли участие аспирант физфака МГУ Алексей Каминский и профессор Александр Пятаков. Ее итогом стало предсказание на основе математических расчетов усиления флексомагнитного эффекта при изгибе таких материалов в сотни раз относительно намагниченности их слоев.
Руководитель лаборатории фотоники и спинтроники физфака МГУ профессор Александр Пятаков пояснил сделанное ими открытие:
«Флексомагнитный эффект проявляется в антиферромагнитных бислоях, то есть материалах, состоящих из двух намагниченных слоев, у которых в отсутствие деформаций один магнитный слой полностью компенсирует намагниченность другого. При изгибе верхний слой с намагниченностью „вверх“ сжимается, его атомы сближаются, и магнитное взаимодействие между ними возрастает, а нижний слой, напротив, растягивается, и его намагниченность, направленная вниз, по модулю уменьшается. В результате возникает раскомпенсация магнитных моментов верхних и нижних атомов. Чем сильнее зависит намагниченность одиночного слоя от деформации и чем дальше друг от друга слои, тем сильнее эффект, а именно эти два свойства присущи двумерным магнитным материалам».
Этот эффект может найти применение в стрейнтронике (инновационной технологии, которая опирается на физические эффекты, проявляющиеся при механических деформациях в твердых телах, для создания нового поколения информационных, сенсорных и энергосберегающих устройств), а также в гибкой электронике.
Результаты математических расчетов авторы представили в статье «Намагничивание, вызванное кривизной в двуслойном CrI₃: усиление флексомагнитного эффекта в ван-дер-ваальсовых антиферромагнетиках», опубликованной в журнале Q1 Physical Review B.
