Germanure de dysprosium (DyGe 3 ) est un composé blanc argenté qui forme des oxydes réfractaires presque insolubles dans l'eau. Dans une étude récente, les scientifiques ont appliqué la pression de huit GPa pour obtenir des échantillons de polycristaux de germanure de dysprosium dans un état métastable d'équilibre thermodynamique local capable de passer à un état plus stable dans certaines conditions.

Les physiciens ont découvert une onde de densité de charge (CDW) dans ce composé, un phénomène qui se produit dans certains cristaux à basse température en raison des particularités de leur structure électronique. Un CDW décrit les modulations spatio-périodiques des ions et de la densité électronique, c'est à dire., la probabilité spatiale oscillante de trouver des électrons et des ions le long de la propagation CDW.

Des études récentes se sont concentrées sur la physique du CDW dans les composés de terres rares et sur la façon dont cette onde influence les distorsions du réseau cristallin et l'ordre magnétique. L'ordre magnétique implique un alignement spontané de vecteurs de moments magnétiques atomiques dans une substance. Ces vecteurs situés aux positions des atomes peuvent pointer soit parallèles (ordre ferromagnétique) soit antiparallèles (ordre anti-ferromagnétique) les uns par rapport aux autres. Il y a quelques années, les scientifiques ont découvert qu'un CDW peut précéder et coexister avec l'ordre anti-ferromagnétique.

Lorsque la température est abaissée, Le CDW apparaît dans le germanure de dysprosium, suivi d'une transition vers un ordre antiferromagnétique à une température encore plus basse.

"Nous avons découvert que lorsque la structure du réseau cristallin est légèrement déformée, la symétrie locale du site cristallin autour de certains atomes change, et la substance subit une transition vers le CDW. L'onde influence les propriétés magnétiques du matériau, provoquant l'apparition d'une structure magnétique en spirale, " a déclaré le co-auteur Alexander Nikolaev, docteur en sciences physiques et mathématiques, et chercheur principal au laboratoire des processus électronucléaires et moléculaires du SINP.

Selon l'équipe, les résultats illustrent les mécanismes de corrélation entre les caractéristiques de charge et de spin dans un système électronique. La charge est associée à CDW, et spin avec ordre anti-ferromagnétique.

"Nos travaux se concentrent principalement sur les questions fondamentales de la physique de la matière condensée, qui incluent le magnétisme et la transition de phase structurelle. À l'avenir, ce travail peut conduire à une meilleure compréhension du magnétisme complexe dans les composés de terres rares et à l'apparition de nouveaux matériaux prometteurs, " conclut le scientifique.