Multiferroicidad orbital en el grafeno romboédrico de cinco capas

Área de la Ciencia:

• Física de la materia condensada
• Ciencias de los materiales
• Mecánica Cuántica

Sus antecedentes:

• Los multiferroicos exhiben una polarización espontánea de los grados de libertad de giro, carga y celosía, crucial para los dispositivos multifuncionales.
• Los materiales bidimensionales con celosías de panal permiten una multiferroicidad no convencional impulsada por grados orbitales de libertad, no por el espín de los electrones.
• La ferromagneticidad y el magnetismo ferromagnético en estos materiales ofrecen fuertes acoplamientos valle-magnéticos y grandes respuestas a los campos externos.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la multiferroicidad orbital en el grafeno romboédrico de cinco capas.
• Explorar el potencial de nuevas aplicaciones de dispositivos electrónicos y magnéticos.

Principales métodos:

• Se utilizaron mediciones de transporte magnético a baja temperatura.
• Se observaron señales anómalas de Hall (Rxy) e histeresis magnética orbital.

Principales resultados:

• Se observó multiferroicidad orbital en el grafeno romboédrico de cinco capas en el dopaje por agujero.
• Se detectó un ángulo de Hall excepcionalmente grande (tanΘH > 0,6) y una histeresis magnética orbital.
• Se identificó un cuarteto magnético de cuatro estados distintos, que exhiben un orden ferromagnético acoplado al campo compuesto E·B.

Conclusiones:

• Se ha demostrado un tipo de multiferroicos previamente desconocido.
• Los hallazgos allanan el camino para los dispositivos valleytrónicos y magnéticos eléctricamente sintonizables de ultrabaja potencia.
• Se puede lograr la conmutación independiente de órdenes ferrónicas y la conmutación no volátil de órdenes múltiples.