Pesquisadores descobriram as propriedades magnéticas e os mecanismos subjacentes de um novo ímã utilizando técnicas ópticas avançadas. O estudo se concentrou em um cristal orgânico, considerado um candidato promissor para um “altermagnet” – uma terceira classe recentemente proposta de materiais magnéticos. Ao contrário dos ferromagnetos e antiferromagnetos convencionais, os altermagnetos exibem um comportamento magnético único.
Os detalhes de sua descoberta foram publicados recentemente no jornal Physical Review Research.
“Ao contrário dos ímãs típicos que se atraem, os altermagnetos não exibem magnetização líquida, mas ainda podem influenciar a polarização da luz refletida”, observa Satoshi Iguchi, professor associado do Instituto de Pesquisa de Materiais da Universidade de Tohoku. “Isso os torna difíceis de estudar usando técnicas ópticas convencionais.”
Para superar isso, Iguchi e seus colegas aplicaram uma nova fórmula geral derivada para a reflexão da luz ao cristal orgânico, conseguindo esclarecer com sucesso suas propriedades magnéticas e origem.
O grupo também incluiu Yuka Ikemoto e Taro Moriwaki do Instituto de Pesquisa em Radiação Síncrotron do Japão; Hirotake Itoh do Departamento de Física e Astronomia da Universidade Kwansei Gakuin; Shinichiro Iwai do Departamento de Física da Universidade de Tohoku; e Tetsuya Furukawa e Takahiko Sasaki, também do Instituto de Pesquisa de Materiais.
A fórmula geral recém-derivada para a reflexão da luz foi baseada nas equações de Maxwell e é aplicável a uma ampla gama de materiais, incluindo aqueles com baixa simetria cristalina, como o composto orgânico estudado aqui.
Esse novo arcabouço teórico também permitiu que a equipe desenvolvesse um método de medição óptica precisa e o aplicasse ao cristal orgânico κ-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Cl. Eles conseguiram medir o efeito Kerr magneto-óptico (MOKE) e extrair o espectro de condutividade óptica off-diagonal, que fornece informações detalhadas sobre as propriedades magnéticas e eletrônicas do material.
Os resultados revelaram três características principais no espectro: (1) picos de borda indicando a separação de bandas de spin, (2) uma componente real associada à distorção cristalina e efeitos piezomagnéticos, e (3) uma componente imaginária ligada a correntes rotacionais. Essas descobertas não apenas confirmam a natureza altermagnética do material, mas também demonstram o poder do método óptico desenvolvido recentemente.
“Esta pesquisa abre as portas para explorar o magnetismo em uma classe mais ampla de materiais, incluindo compostos orgânicos, e estabelece as bases para o desenvolvimento futuro de dispositivos magnéticos de alto desempenho baseados em materiais leves e flexíveis,” acrescenta Iguchi.
