La chaleur brise l'ordre magnétique express
Une fine couche du composé de manganèse, de bismuth et de tellure ressemble à un gâteau en couches : chaque couche est un plan atomique, et les moments magnétiques à l'intérieur de la couche sont alignés comme des aiguilles de boussoles. À température ambiante, ces aiguilles restent alignées, mais il suffit de chauffer l'échantillon à seulement 45°C pour que l'ordre commence à se défaire.
Les défauts aléatoires dans le cristal agissent comme de minuscules aimants qui tirent les aiguilles voisines dans des directions différentes. Plus il y a de tels défauts, plus il est facile pour la chaleur de briser l'ordre général. Les scientifiques ont comparé des échantillons avec différentes densités de défauts et ont observé : plus il y a de défauts, plus les propriétés magnétiques se dégradent sous l'effet de la chaleur.
Cette découverte explique les désaccords de longue date entre les laboratoires : certains obtenaient des états magnétiques « parfaits », d'autres non. Il est maintenant clair que tout est une question de chaleur et de défauts. Par conséquent, pour créer des dispositifs à base de ce matériau, il faut contrôler strictement la température et la qualité du cristal.
Chauffer à 45°C équivaut à la température d'une journée d'été chaude. Pour les couches minces de MnBi2Te4, cela suffit pour modifier sensiblement l'ordre magnétique.