Кристалл охладили до минус 228 градусов по Цельсию — и на его поверхности проступил узор, как иней на стекле. Только рисует его не влага, а магнитное поле: крошечные частицы железа, взвешенные в жидкости, оседают на намагниченных участках и показывают их расположение. Так работает метод, которым воспользовались авторы исследования.
Узор оказался двухэтажным. Сначала видны крупные пятна — области, где магнитные стрелки атомов смотрят в одну сторону. Но внутри каждого пятна прячутся более мелкие островки, и их стрелки направлены чуть иначе. Два размера узора — как если бы на карте страны появились не только границы регионов, но и границы районов внутри них.
Такая картина означает, что поверхность кристалла и его внутренняя часть намагничиваются почти независимо, как два листа бумаги, сложенные вместе, но не склеенные. Причина — в неравномерном распределении дефектов: часть атомов марганца встала не на свои места, и у поверхности возник слой с чуть другими магнитными свойствами. Кристалл при этом ведёт себя как мягкий магнит: его намагниченность легко переворачивается слабым внешним полем.
Такие материалы нужны для спинтроники — электроники, где информация переносится не зарядом электрона, а его собственным вращением. Если поверхность и толща кристалла ведут себя по-разному, это открывает путь к устройствам, где сигнал идёт по поверхности, а объём служит каркасом.
Магнитные узоры на поверхности кристалла напоминают карту звёздного неба: крупные созвездия и отдельные яркие звёзды внутри них.