Физики собрали новый «графен» из атомов металлов

Ученые создали материал из оксидов переходных металлов, структура которого напоминает графен. Расположение молекул в виде сотовых ячеек придало материалу необычные физические свойства. Результаты работы были опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Сверхрешетка была построена из бислоя NdNiO3, который был помещен между двумя диэлектрическими слоями LaAlO3. Синтез кристалла происходил методом импульсного лазерного напыления. Полученный кристалл имел состоящую из сотовых ячеек графеноподобную структуру, которая была выращена в направлении диагональной оси куба. Теоретические расчеты показывали, что рост именно в таком направлении должен определить новые квантовые свойства кристалла.

С помощью синхротрона с резонансным рассеянием рентгеновского излучения было определено, что полученная сверхрешетка обладала антиферромагнетизмом — свойством, благодаря которому для тела характерна низкая намагниченность. Это отличало ее от тех же кристаллов NdNiO3, решетки которых были выращены в направлении вертикальной оси. Результаты продемонстрировали, что манипуляции над геометрией кристаллов позволяют получить материалы с определенными свойствами, которые можно предсказать через теоретическое обоснование.

Антиферромагнетизм материалов обусловлен тем, что магнитные моменты соседних атомов или молекул располагаются в противоположных направлениях. Такой порядок может существовать при температурах ниже определенного значения, называемого точкой Нееля.   

Сверхрешетка – это периодическая структура, состоящая из двух и более материалов. Свойства каждого из материалов полупроводника определяют характерные особенности кристаллической решетки, включая квантовые свойства. Для создания сверхрешетки два различных вещества должны поочередно осаждаться, формируя периодическую структуру в направлении роста.

Александр Еникеев