Los investigadores han analizado muestras de cristales de NdBi que muestran interesantes propiedades magnéticas. En sus experimentos, incluidas las mediciones en BESSY II, pudieron encontrar pruebas de los llamados arcos de Fermi en el estado antiferromagnético de la muestra a bajas temperaturas. Esta observación aún no se explica por las ideas teóricas existentes y abre interesantes posibilidades para hacer uso de este tipo de materiales para tecnologías de la información innovadoras basadas en el espín del electrón en lugar de la carga.

Los cristales de Neodimio-Bismuto pertenecen a la amplia gama de materiales con interesantes propiedades magnéticas. La superficie de Fermi que se mide en los experimentos contiene información sobre las propiedades de transporte de los portadores de carga en el cristal. Si bien la superficie de Fermi generalmente consta de contornos cerrados, las secciones desconectadas conocidas como arcos de Fermi son muy raras y pueden ser firmas de estados electrónicos inusuales.

Divisiones magnéticas inusuales

En un estudio, publicado ahora en Nature, el equipo presenta evidencia experimental de tales arcos de Fermi. Observaron una división magnética inusual en el estado antiferromagnético de las muestras por debajo de una temperatura de 24 Kelvin (la temperatura Néel). Esta división crea bandas de curvatura opuesta, que cambia con la temperatura junto con el orden antiferromagnético.

Estos hallazgos son muy importantes porque son fundamentalmente diferentes de los casos de desdoblamiento magnético previamente considerados teóricamente y reportados experimentalmente. En el caso de los conocidos desdoblamientos de Zeeman y Rashba, la curvatura de las bandas siempre se conserva. Dado que ambas divisiones son importantes para la espintrónica, estos nuevos hallazgos podrían conducir a aplicaciones novedosas, especialmente porque el enfoque de la investigación en espintrónica se está moviendo actualmente de los materiales ferromagnéticos tradicionales a los antiferromagnéticos.