Статья опубликована в JACS.
В данной работе изучена сверхтонкая пленка со структурой отличающейся от объемной формы GdAlSi. .
В традиционной, объемной форме GdAlSi магнитные моменты отдельных атомов не выстроены в одном направлении. Однако в соответствии с теоретическими предсказаниями, слоистая структура, с графеноподобной структурой, будет иметь ферромагнитные свойства. Этот тип магнетизма возникает, когда крошечные магнитные моменты отдельных атомов внутри материала выстраиваются в одном направлении, создавая коллективный магнитный момент.
Теоретические основы этого феномена заключаются в трансформации электронных орбиталей атомов GdAlSi. В объемной форме расположение атомов позволяет более симметрично распределять электроны, что приводит к исчезновению индивидуальных магнитных моментов. Однако слоистая структура нарушает эту симметрию. Теоретические модели предсказывают, что специфическое расположение атомов в решетке, напоминающей пчелиные соты, приводит к предпочтительному выравниванию электронных орбиталей, что приводит к появлению магнитного момента в материале и возникновению ферромагнетизма.
Экспериментальные исследования проведенные в НИЦ Курчатовский институт, совместно с нашими теоретическими предсказаниями позволили подробно изучить атомную структур и магнитные свойства этого низкоразмерного соединения.