Comme un groupe d'électeurs indécis, certains matériaux peuvent être influencés par leurs voisins pour devenir magnétiques, selon une nouvelle étude du Laboratoire national d'Argonne du Département de l'énergie des États-Unis (DOE).

Une équipe de chercheurs d'Argonne dirigée par le scientifique des matériaux Anand Bhattacharya a examiné la relation aux interfaces entre les couches de nickelate non magnétique à base de nickel et un manganite ferromagnétique à base de manganèse. Les échantillons ont été cultivés avec une précision de couche atomique unique en utilisant l'épitaxie par faisceau moléculaire au Centre pour les matériaux à l'échelle nanométrique d'Argonne, une installation utilisateur du DOE Office of Science, par le chercheur postdoctoral et premier auteur de l'étude Jason Hoffman.

Les chercheurs ont découvert que lorsque les électrons sortaient du manganite dans le nickelate voisin, le nickelate non magnétique est soudainement devenu magnétique – mais pas d'une manière typique. Alors que la plupart des matériaux magnétiques sont « colinéaires », ce qui signifie que les orientations magnétiques des électrons dans les matériaux sont disposées dans le même sens ou dans des directions opposées, c'est-à-dire ce que nous considérons comme "nord" ou "sud" - ce n'était pas le cas pour le nickelate affecté. Au fur et à mesure que les électrons affluaient dans le nickelate, il a créé une aimantation avec un motif de torsion comme dans une hélice.

Bien qu'il soit non magnétique en soi, le nickelate a certaines tendances qui en font un bon candidat pour être "prêt à se laisser influencer, " dit Bhattacharya.

"La mesure que les scientifiques utilisent pour quantifier à quel point un matériau veut être magnétique est appelée" susceptibilité magnétique, " expliqua Bhattacharya. " Le nickelate a une susceptibilité magnétique très particulière, qui varie d'un atome à l'autre dans le matériau. Sous l'influence de la manganite voisine, le nickelate devient magnétique de façon surprenante, provoquant le développement d'une structure magnétique hélicoïdale non uniforme dans le nickelate."

Selon Bhattacharya, la non-colinéarité magnétique est difficile à adapter en laboratoire. "Ce magnétisme sinueux non colinéaire n'est montré que par très peu de types de matériaux et est assez rare dans la nature, " a déclaré Bhattacharya. " C'est une propriété passionnante à avoir dans un matériau parce que vous pourriez éventuellement utiliser les différentes orientations magnétiques pour coder des données dans un nouveau type de mémoire magnétique, ou pour créer de nouveaux types d'états supraconducteurs qui pourraient être utiles dans un ordinateur quantique."