Российские и немецкие специалисты разработали методику, позволяющую заранее прогнозировать, как будет меняться электрическое сопротивление материала в магнитном поле. С помощью этой методики можно более детально изучить поведение магнитных кристаллов и проектировать компоненты для электроники с заданными характеристиками, сообщили в пресс-службе НИТУ МИСИС.
Обычно магнитное поле увеличивает сопротивление металла и электронам становится сложнее двигаться из-за действующей на них силы Лоренца. Но в некоторых слоистых магнитных материалах происходит обратное: при включении магнитного поля сопротивление уменьшается и это магнитосопротивление не зависит от направления электрического тока и магнитного поля. Ученые наблюдали этот эффект во многих материалах, но объяснения ему не было.
Исследователи НИТУ МИСИС, Института электрофизики УрО РАН, Института химии твердого тела УрО РАН, Центра «Высокотемпературной сверхпроводимости и квантовых материалов» им. В.Л. Гинзбурга и Института исследований твердого тела и материалов имени Лейбница (Германия) выяснили, что причина во внутреннем строении таких кристаллов.
В этих материалах соседние атомы ведут себя как магниты, направленные в разные стороны, что влияет на поведение электронов: они распределяются между слоями кристалла неравномерно и сильнее рассеиваются на дефектах, что увеличивает сопротивление. Когда материал помещают в магнитное поле, магнитный порядок ослабевает, электроны распределяются более равномерно, рассеяние уменьшается — и сопротивление падает.
Модель проверили на слоистом антиферромагнитном материале EuSn₂As₂ — соединении европия, олова и мышьяка. Расчеты совпали с экспериментальными данными: теория правильно воспроизводит величину снижения сопротивления и его зависимость от магнитного поля.
Работа опубликована в журнале Communications Materials (Q1). Советом по физике низких температур Отделения физических наук РАН статья признана одной из пяти лучших в 2025 году.
Подробнее читайте на сайте источника.
Фото: © ПАО «Россети»
Источник: Наука.рф