Металлы — это соединения, способные проводить поток электронов, образующий электрический ток. Неметаллы не могут проводить такой ток. Магнитосопротивление — это способность соединения изменяться от электрического сопротивления к электропроводному в зависимости от наличия внешнего магнитного поля. Возможность переключаться с металла на неметалл — вот что делает этот феномен таким полезным для электронных и спинтронных устройств.
Соединения манганита, такие как LaMnO3, изученные исследовательской группой, особенно многообещающие, когда речь идет о колоссальном магнитосопротивлении, поскольку переход от изолятора к металлу на несколько порядков сильнее, чем в других типах соединений. Но контроль и понимание этого оставались в значительной степени неуловимыми.
Он был индуцирован ранее в химически легированных образцах манганита, но не в чистом до настоящего исследования.
Переход от изолятора к металлу в LaMnO3 происходит, когда соединение при комнатной температуре находится под давлением, примерно в 316 000 раз превышающим нормальное атмосферное давление (32 гигапаскалей).
Исследовав LaMnO3 в широком диапазоне температур и давлений, команда смогла продемонстрировать, что под давлением LaMnO3 разделяется на две отдельные фазы: металлическую и неметаллическую. Химическая структура неметаллической фазы искажена, а металлическая фаза не.
Переход изолятор-металл происходит, когда металлическая фаза превышает неметаллическую на определенный порог. Это подтверждается теоретическими предсказаниями. Но наличие периода, когда две фазы смешиваются вместе, является решающим ингредиентом для создания колоссального магнитосопротивления.
Явление возникает, когда конкуренция между двумя фазами максимальна. Физическое разделение двух фаз и взаимодействие между деформированной структурой и недеформированной структурой является ключом к созданию колоссального магнитосопротивления
«Способность вызывать колоссальное магнитосопротивление путем приложения давления к чистому, нелегированному образцу — важный шаг вперед в понимании физики, лежащей в основе этого явления, и потенциальном использовании его в практических целях», — сказал Балдини.