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量子自旋液体的新候选材料

2021-01-08 责任编辑:未填 浏览数:0 跨度网

1973年,物理学家跟厥后的诺贝尔奖获得者菲利普·安德森(Philip W. Anderson)提出了一种奇怪的物资形态:量子自旋液体(QSL)。与咱们所晓得的一样平常液体分歧,QSL实际上与磁性有关,而磁性与自旋有关。

无序电子自旋发生QSL

是甚么使磁铁?这是一个长期存在的谜,可是明天咱们终于晓得,磁性是由亚原子粒子(例如电子)的特别性子惹起的。该属性称为扭转,而最好的方式(但严重不足)认为它便像孩子的扭转玩具。

对磁性很紧张的是,自旋将资料数十亿个电子中的每一个电子转变成一个存在本人的磁性标的目的(想像一下磁体的两极)的微型磁体。可是电子自旋不是孤立的。它们以分歧的方法相互作用,直到它们不变造成各类磁态,从而付与它们属于磁性的资料。

正在通例磁体中,相互作用的自旋不变,而且每一个电子的磁标的目的对齐。那招致造成不变。

可是正在所谓的受挫磁体中,电子自旋没法正在不异标的目的上不变。取而代之的是,它们像液体一样不休颠簸,是以得名量子自旋液体。

将来技巧中的量子自旋液体

QSL令人兴奋的是,它们可用于许多应用程序中。因为QSL存在分歧的特性,是以它们可以用于量子计较,电信,超导体,自旋电子学(自旋电子学(利用电子自旋而不是电流的电子学变体))和许多其他基于量子的技巧。

可是正在应用它们之前,咱们起首必需对QSL形态有深化的相识。为此,科学家必需找到按需出产QSL的方式-到目前为止,这一使命已被证实十分难题,只有少数资料可以作为QSL的候选物。

庞大的资料能够会办理庞大的问题

由PéterSzirmai跟BálintNáfrádi指导的科学家正在PNAS上颁发,他们由EPFL基础科学学院的LaszlóForró实验室停止了胜利的出产跟研讨,它是由一种十分原始的资料EDT-BCO制成的。该体系是由昂热大学(CNRS)的Patrick Batail小组计划跟分解的。

EDT-BCO的布局使创立QSL成为能够。EDT-BCO中的电子自旋造成三角形组织的二聚体,每一个二聚体存在自旋1/2磁矩,那意味着电子必需完整扭转两次才气前往其初始构型。自旋1/2二聚体的层被以手性双环辛烷为中间的羧酸根阴离子的亚晶格离隔。阴离子被称为转子,由于它们存在构象跟扭转自由度。

磁体系中怪异的转子组件使该资料成为QSL候选资料中的特别资料,代表了一种新的资料系列。Szirmai道:转子组件惹起的奇妙杂乱为扭转体系引入了新的处置惩罚方法。

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