Ułatwienia dostępu

2024-03-04
Osiągnięcia naukowe

Oznaki powierzchniowego chiralnego metalu spinowo-orbitalnego

Nature 626, 752-758 (2024)

Dichroizm i dichroizm spinowy w obecności prądów spinowo-orbitalnych. (a) Prąd spinowy który zachowuje symetrię lustrzaną (góra) i prąd spinowo-orbitalny łamiący tę symetrię (dół). Wstawka obrazuje impuls światła spolaryzowanego prawo- lub lewoskrętnie. (b) Dichroizm kołowy w funkcji energii dla ustalonego punktu k. (c) Suma dichroizmów kołowych dla przeciwnych punktów k dla spinu w górę, w dół i suma obu.

W pracy opublikowanej w czasopiśmie Nature potwierdzono sygnatury prądów spinowo-orbitalnych łamiących odwracalność czasu i symetrie krystaliczne w egzotycznej fazie chiralnej stanów elektronowych powierzchni Sr2RuO4. Korzystając z techniki fotoemisji z rozdzielczością kątową, spinową i z określoną kołową polaryzacją światła (CP-spin-ARPES), dzięki wkładowi prof. Wojciecha Brzezickiego z IF PAN, możliwe było znalezienie sygnatur poszukiwanych prądów .

Zjawiska chiralne to sytuacje, które "obserwowane w lustrze" wyglądają inaczej niż w rzeczywistości, na przykład kierunek polaryzacji kołowej fotonu obserwowany w lustrze będzie odwrotny niż widziany bezpośrednio przez obserwatora. Chiralność jest ważnym pojęciem także w biochemii bowiem molekuły i struktury molekularne występujące w organizmach są chiralne, a w organizmach żywych zazwyczaj występuje tylko jedna z form chiralnych. Z tego powodu organizmy, które spożywają związek chiralny zazwyczaj mogą metabolizować tylko jedną, właściwą formę, a różne formy chiralne środka farmaceutycznego mają zwykle różną siłę bądź sposób działania na organizm. W materii skondensowanej własności chiralne wzbudzeń elementarnych gazu elektronowego, kwazicząstek, występują zwykle w związku z niską symetrii struktury kryształu i z efektami relatywistycznych oddziaływań elektronów. Możliwość analizy i kontrolowania tych zjawisk wydaje się aktualnie interesująca dla ewentualnych zastosowań faz chiralnych do przetwarzania informacji w urządzeniach informatyki kwantowej odpornych na fluktuacje i zakłócenia.

Opublikowana ostatnio w czasopiśmie Nature praca dotyczyła rozpoznania obecności egzotycznej powierzchniowej fazy chiralnej w aktualnie intensywnie badanym niskotemperaturowym nadprzewodniku Sr2RuO4. Ta dotychczas hipotetyczna faza, w której wystepują prądy spinowo-orbitalne, w stanie podstawowym łamie zarówno symetrię odwrócenia czasu, jak i symetrie krystaliczne materiału, stąd jej nazwa: chiralna. Metodą obserwacji takiego stanu złamanej symetrii jest eksperyment fotoemisji z rozdzielczością kątową, spinową i z określoną kołową polaryzacją światła (CP-spin-ARPES). W jej ramach, różnica zmierzonej intensywności pomiędzy polaryzacją lewo- i prawoskrętną pozwala wyznaczyć tak zwany dichroizm kołowy (CD). Jego wielkość można powiązać ze średnim momentem pędu elektronu i zazwyczaj przyjmuje on przeciwny znak dla przeciwnych kwazipędów.  Obserwacja, że w obecności prądów spinowo-orbitalnych standardowe CD wykazuje takie zachowanie przeciwnego znaku w czystej formie, podcas gdy pomiar CD z rozdzielczością spinową już nie, jest ważnym wnioskiem wynikającym z wkładu prof. Brzezickiego. Wskazało to na zdolność techniki CD-spin-ARPES do odkrycia sygnantur tej egzotycznej fazy, a w przyszłości podobnych.


Prace naukowe

Federico Mazzola, Wojciech Brzezicki, Maria Teresa Mercaldo, Anita Guarino, Chiara Bigi, Jill A. Miwa, Domenico De Fazio, Alberto Crepaldi, Jun Fujii, Giorgio Rossi, Pasquale Orgiani, Sandeep Kumar Chaluvadi, Shyni Punathum Chalil, Giancarlo Panaccione, Anupam Jana, Vincent Polewczyk, Ivana Vobornik, Changyoung Kim, Fabio Miletto-Granozio, Rosalba Fittipaldi, Carmine Ortix, Mario Cuoco & Antonio Vecchione

Kontakt do naukowców w IF PAN

Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.



Zobacz więcej

Chłodzenie laserowe atomów zawierających antymaterię

Phys. Rev. Lett. 132, 083402

Chmura egzotycznych atomów zbudowanych z materii i antymaterii została w sposób kontrolowany schłodzona o ponad 200 stopni. Międzynarodowy zespół naukowców z eksperymentu AEgIS pracujący w CERN pod Genewą dokonał pierwszej doświadczalnej demonstracji chłodzenia laserowego atomów pozytronium. Jest...

Zależność temperaturowa dyspersji chromatycznej dla cieczy higroskopijnych

Za pomocą zmodyfikowanego refraktometru Abbego zmierzono dyspersję chromatyczną i zależnością temperaturową współczynnika załamania światła szeregu higroskopijnych cieczy w zakresie od 390 do 1070 nm dla temperatur od 1 do 45°C. W celu uzyskania wzoru analitycznego dopasowano wzór Sellmeiera do w...

Topologiczny diagram fazowy związków na bazie Eu

Połączenie badań doświadczalnych, teoretycznych i obliczeniowych pozwoliło zidentyfikować pochodzenie niezwykłych właściwości magnetooptycznych i magnetotransportowych EuCd2As2 oraz umożliwiło wyznaczenie topologicznych i magnetycznych diagramów fazowych dla różnych klas materiałów na bazie Eu. ...
Zapamiętaj ustawienia
Ustawienia plików cookies
Do działania oraz analizy naszej strony używamy plików cookies i podobnych technologii. Pomagają nam także zrozumieć w jaki sposób korzystasz z treści i funkcji witryny. Dzięki temu możemy nadal ulepszać i personalizować korzystanie z naszego serwisu. Zapewniamy, że Twoje dane są u nas bezpieczne. Nie przekazujemy ich firmom trzecim. Potwierdzając tę wiadomość akceptujesz naszą Politykę plików cookies.
Zaznacz wszystkie zgody
Odrzuć wszystko
Przeczytaj więcej
Essential
Te pliki cookie są potrzebne do prawidłowego działania witryny. Nie możesz ich wyłączyć.
Niezbędne pliki cookies
Te pliki cookie są konieczne do prawidłowego działania serwisu dlatego też nie można ich wyłączyć z tego poziomu, korzystanie z tych plików nie wiąże się z przetwarzaniem danych osobowych. W ustawieniach przeglądarki możliwe jest ich wyłączenie co może jednak zakłócić prawidłowe działanie serwisu.
Akceptuję
Analityczne pliki cookies
Te pliki cookie mają na celu w szczególności uzyskanie przez administratora serwisu wiedzy na temat statystyk dotyczących ruchu na stronie i źródła odwiedzin. Zazwyczaj zbieranie tych danych odbywa się anonimowo.
Google Analytics
Akceptuję
Odrzucam