Tecnologia de imagem infravermelha de alta precisão revela a estrutura do domínio magnético de antiferromagnetos não colineares

Materiais antiferromagnéticos não colineares, que têm um momento magnético líquido próximo de zero, mas exibem propriedades de transporte transversal anômalas significativas, são considerados materiais candidatos para a próxima geração de dispositivos spintrônicos.

A estrutura do domínio magnético desses materiais é crucial para o armazenamento de informações. No entanto, a imagem do domínio magnético para materiais antiferromagnéticos não colineares, como Mn₃Sn e Mn₃Ge sempre foi um desafio significativo neste campo de pesquisa.

A equipe do Prof. Dazhi Hou da Universidade de Ciência e Tecnologia da China, em colaboração com a equipe do Prof. Yanfeng Guo da Universidade ShanghaiTech, obteve com sucesso imagens de domínio magnético de Mn₃Sn e Mn₃Ge usando o efeito Ettingshausen anômalo e a técnica de termografia lock-in (LIT). Eles verificaram a superioridade desse método inovador na resolução simultânea da estrutura do domínio magnético em direções dentro e fora do plano.

O trabalho está publicado na Revista Nacional de Ciências sob o título “Imagens infravermelhas de domínios octupolo magnéticos em antiferromagnetos não colineares”.

Neste estudo, a equipe de pesquisa primeiro caracterizou sistematicamente o efeito Ettingshausen anômalo do Mn₃Sn usando termografia de bloqueio, determinando seu coeficiente de Ettingshausen anômalo experimentalmente pela primeira vez e descobrindo que esse valor é consistente com o coeficiente de Nernst anômalo relatado na literatura, consistente com a relação de Bridgman.

A equipe utilizou ainda a relação entre gradientes de temperatura e momentos de octupolo magnético para mapear com sucesso a estrutura do domínio magnético de um Mn desmagnetizado.₃Amostra de Sn, mostrando claramente três regiões de domínio magnético distintas. Comparada com métodos tradicionais, essa abordagem inovadora pode observar simultaneamente os domínios magnéticos no plano e fora do plano do material, fornecendo uma nova perspectiva para estudo aprofundado da dinâmica tridimensional dos domínios magnéticos.

Com este novo método, a equipe de pesquisa não apenas observou as mudanças na estrutura do domínio magnético do Mn₃Sn e Mn₃Ge durante o processo de reversão magnética, mas também revelou a rotação tridimensional dos momentos do octupolo magnético no efeito de memória de Mn₃Sn.

Esses avanços produziram insights significativos para decifrar o comportamento de domínios magnéticos em antiferromagnetos não colineares, o que é fundamental para o desenvolvimento de dispositivos de armazenamento magnético.