Les chercheurs ont conçu un nouveau matériau d'oxyde, le Ca3 Co3 O8 , grâce à une manipulation de précision atomique des oxydes corrélés. Il a démontré une combinaison remarquable de propriétés :ferromagnétisme, distorsion polaire et métallicité, qui met en lumière les métaux polaires et suscite un intérêt scientifique important.
Cette réalisation a été publiée dans Nature Materials . La collaboration comprenait le professeur Sheng Zhigao des instituts de sciences physiques Hefei (HFIPS) de l'Académie chinoise des sciences (CAS), l'équipe du professeur Yu Pu de l'université Tsinghua et les utilisateurs de l'installation à champ magnétique élevé stable (SHMFF) du HFIPS. /P>
Dans la compréhension traditionnelle, la polarisation électrique et l’ordre magnétique dans les matériaux étaient considérés comme s’excluant mutuellement. Cependant, le concept de métaux polaires a été proposé, suggérant que ces matériaux pourraient présenter simultanément une polarisation électrique et des propriétés métalliques.
L'intégration du ferromagnétisme dans les métaux polaires reste un défi, car elle implique de concilier la contradiction inhérente entre la polarisation, le ferromagnétisme et la métallicité au sein d'un seul matériau, ce qui pose un obstacle scientifique important.
Dans cette étude, les chercheurs ont exploré l'utilisation de polyèdres d'oxygène pour contrôler les propriétés des matériaux, conduisant à la création d'un nouvel oxyde fonctionnel quasi bidimensionnel nommé Ca3. Co3 O8 . Ce matériau combine les caractéristiques de la structure double couche Ruddlesden-Popper (RP) et de la structure brownmillerite (BM).
Ils ont utilisé le système de test optique non linéaire du SHMFF pour confirmer un ordre de polarisation significatif dans Ca3 Co3 O8 . Ils ont découvert que le déplacement des ions Co dans l'octaèdre double couche CoO6 était le principal contributeur à la polarité.
En tirant parti du système magnétique refroidi à l'eau du SHMFF pour les tests de transport électrique, l'équipe a également observé un effet Hall topologique significatif dans le matériau.
Ces résultats fournissent une plate-forme matérielle idéale pour l'exploration des propriétés corrélées électriques et magnétiques et offrent une nouvelle perspective pour la conception d'oxydes corrélés.
Selon l'équipe, l'effet Hall topologique robuste de ce matériau fait non seulement progresser la compréhension des matériaux magnétiques et de leurs interactions, mais offre également un potentiel de recherche fondamentale et d'exploration d'applications en spintronique.
