Редкоземельное соединение YbMnBi₂ оказалось способно сохранять направленные магнитные флуктуации даже после исчезновения дальнего порядка. Такое поведение исследователи Университета Райса описали как состояние, напоминающее жидкий кристалл. О результатах сообщает Interesting Engineering.
Ученые изучали материал с помощью нейтронного рассеяния на установках Национальной лаборатории Ок-Ридж. Эксперименты показали, что спины марганца остаются в основном выстроенными, а не наклоненными. Это позволило усомниться в прежнем объяснении необычного электрического отклика соединения.
При нагревании YbMnBi₂ теряет обычное магнитное упорядочение, однако спины продолжают колебаться в предпочтительных направлениях. Именно поэтому команда Пенчэн Дая использовала сравнение с жидкими кристаллами, где частицы могут перемещаться, сохраняя общую направленность.
Чтобы определить влияние иттербия, исследователи заменили его в сравнительном материале на немагнитный кальций. В CaMnBi₂ направленная структура флуктуаций уже не наблюдалась. Это стало аргументом в пользу того, что иттербий непосредственно участвует в формировании необычного магнитного состояния.
Часть ионов иттербия, как показали измерения, имеет собственные магнитные моменты. Под действием внешнего поля они способны взаимодействовать с марганцевыми спинами. По расчетам, эти процессы могут отражаться на траектории движения электронов в веществе.
Именно с этим исследователи связывают возможное объяснение большого аномального эффекта Холла в YbMnBi₂. Материал показывает, что исчезновение дальнего магнитного порядка не обязательно означает полную случайность поведения спинов. Исследование опубликовано в Physical Review X.