Contrôle des courants orbitaux chiraux dans un matériau à magnétorésistance colossale

Nature volume 611, pages 467-472 (2022)Citer cet article

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La magnétorésistance colossale (CMR) est une extraordinaire amélioration de la conductivité électrique en présence d'un champ magnétique. Elle est classiquement associée à une polarisation de spin induite par un champ qui réduit considérablement la diffusion de spin et la résistance électrique. Le fermagnétique Mn3Si2Te6 est une exception intéressante à cette règle : il présente une réduction de sept ordres de grandeur de la résistivité du plan ab qui se produit uniquement lorsqu'une polarisation magnétique est évitée1,2. Nous rapportons ici un état quantique exotique qui est piloté par des courants orbitaux chiraux (COC) dans le plan ab circulant le long des bords des octaèdres MnTe6. Les moments orbitaux de l'axe c du plan ab COC se couplent aux spins ferrimagnétiques Mn pour augmenter considérablement la conductivité du plan ab (CMR) lorsqu'un champ magnétique externe est aligné le long de l'axe c magnétique dur. Par conséquent, le CMR piloté par COC est très sensible aux petits courants continus dépassant un seuil critique et peut induire une commutation bistable dépendant du temps qui imite une « transition de fusion » de premier ordre qui est une caractéristique de l’état COC. Le contrôle actuel démontré du CMR activé par COC offre un nouveau paradigme pour les technologies quantiques.

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