Магнитный узор из треугольников ванадия экспресс
Плетёная корзина из ивовых прутьев держит форму за счёт переплетения. Похожий узор — треугольники, сцепленные в плоскую сетку — обнаружили в новом кристалле с формулой Cs₃V₉Te₁₃. Здесь атомы ванадия образуют два набора треугольников, которые пронизывают друг друга, как нити в ткани.
Этот узор не просто красив: он заставляет электроны двигаться по особым «плоским» энергетическим дорожкам. На таких дорожках электроны теряют свою обычную подвижность и начинают сильно влиять друг на друга. В результате материал становится магнетиком с необычным поведением: при охлаждении до 47 К (минус 226 °C) в нём возникает волна спиновой плотности — упорядоченное магнитное состояние, похожее на рябь на воде. Ещё выше, около 350 К, заметны намёки на ближний магнитный порядок, как будто спины начинают договариваться, но ещё не выстроились в строй.
Давление тоже меняет характер материала: сжимая кристалл, можно подвести его к квантовой критической точке — состоянию, где малейшее воздействие переключает свойства. Это напоминает настройку музыкального инструмента: чуть сильнее натянуть струну — и звук изменится.
Такой кристалл — редкая находка. Он сочетает плоские энергетические зоны, магнетизм и чувствительность к давлению. Подобные материалы могут пригодиться в электронике будущего, где важно управлять электронами с высокой точностью.
Узор кагоме, который образуют атомы ванадия, встречается в японском плетении корзин и в традиционных орнаментах. В физике он известен тем, что создаёт «плоские» энергетические зоны, где электроны почти не двигаются, но сильно взаимодействуют.
В романе Грега Игана «Лестница Шильда» физики исследуют экзотические состояния вещества, чтобы построить новые технологии, — чем-то похоже на работу с квантово-критическими материалами.