Selenito de óxido de cobre


El selenito de óxido de cobre es un compuesto inorgánico con la fórmula química Cu 2 OSeO 3 . Es un material eléctricamente aislante, piezoeléctrico y piezomagnético , que se convierte en un ferriimán al enfriarse por debajo de 58 K. A partir de 2021, Cu 2 OSeO 3 es el único material aislante que alberga skyrmions magnéticos . [1]

Los policristales de Cu 2 OSeO 3 pueden crecer calentando una mezcla 2:1 molar de polvos de CuO y SeO 2 a 600 °C durante 12 horas al vacío. Se pueden convertir en monocristales de color verde oliva ca. 4 mm de tamaño por transporte de vapor químico . NH 4 Cl se utiliza como agente de transporte; se sublima a 340 °C, produciendo gases NH 3 y HCl. [1]

Los cristales de Cu 2 OSeO 3 tienen una estructura cúbica de pirocloro distorsionada construida por unidades de Cu 4 O y SeO 3 . Los espines de tres iones Cu 2+ en cada tetraedro (sitios Cu1) están alineados, mientras que el espín Cu2 mira en la dirección opuesta, lo que da como resultado un orden ferrimagnético. Las texturas de giro helicoidal y skyrmion emergen en campos magnéticos bajos debido a la interacción Dzyaloshinskii-Moriya . [1]

Cu 2 OSeO 3 es un ferrimagnet, y todas sus propiedades por debajo de la temperatura de Curie dependen en gran medida del campo magnético. Con el aumento del campo, su textura de espín cambia de franjas helicoidales a franjas cónicas o entramado skyrmion , y luego a un "campo polarizado", es decir, alineación ferrimagnética. La conductividad térmica alcanza su punto máximo alrededor de 9 K con un valor de ca. 400 W/(m·K). [4] La constante de amortiguamiento de la magnetización es 1 × 10−4 a 5 K. Este valor es solo 4 veces mayor que el del granate de hierro itrio , que tiene el valor de amortiguamiento de magnetización más bajo entre todos los materiales. Esta propiedad es ventajosa para aplicaciones electrónicas de alta frecuencia, ya que da como resultado un calor inducido por corriente baja. [5]


(a) Estructura cristalina de Cu 2 OSeO 3 que consta de (b) bipirámides de Cu1 y (c) pirámides de base cuadrada distorsionada de Cu2. Los enlaces a los iones de Se se omiten para mayor claridad. (d) La estructura ferrimagnética de Cu 2 OSeO 3 con espines (flechas verdes) en el sitio Cu1 antiparalelos a los espines (flechas rojas) en los sitios Cu2.
Diagrama de fase magnética de Cu 2 OSeO 3 para el eje del cristal H ∥ [111]. H, C, FP y SL representan fases de red helicoidal , cónica, de campo polarizado (ferrimagnético o paramagnético) y skyrmion , respectivamente.