Tóm tắt

Nhóm nghiên cứu bao gồm Giáo sư Yoshida Hiroyuki thuộc Trường Khoa học sau đại học, Đại học Hokkaido, Kato Moeyu, Chương trình tiến sĩ năm thứ hai tại Trường Khoa học, Đại học Hokkaido, Giáo sư Hagiwara Narumi Yasuo, và trợ lý giáo sư Morita Katsuhiro của Đại học Tokyo, là một chất mới với cấu trúc Kagome₃(OH)₆CL₃| đã được tổng hợp và phát hiện thành công trạng thái cao nguyên từ 1/3 (trạng thái lượng tử tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái từ trường không đáp ứng với từ trường), tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái đó giá trị từ hóa được định lượng thành 1/3 độ bão hòa của nó

Kagome Antiferromagnet với sự thất vọng nổi bật và biến động lượng tử^*1tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái trường hợp này, các dự đoán lý thuyết đã được đưa ra rằng trạng thái cao nguyên từ hóa sẽ được thực hiện tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái một từ trường mạnh Tuy nhiên, việc thiếu các vật liệu mô hình, nhu cầu đo chính xác tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái từ trường cực mạnh và sự giảm dần của quá trình từ hóa ở nhiệt độ hữu hạn (hiệu ứng nhiệt độ hữu hạn) đã dẫn đến ba lần, và mặc dù có quá trình tìm kiếm vật liệu và nghiên cứu nguyên lý

tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái nghiên cứu này, chúng tôi đã khắc phục các vấn đề ba này bằng cách phát triển một vật liệu cho một chất chống phân tích Kagome lượng tử mới với các tương tác yếu, phép đo từ hóa chính xác theo một cách thức của sự hợp tác tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái phạm vi Sự tồn tại của nó đã được thảo luận Nghiên cứu tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái tương lai dự kiến ​​sẽ thúc đẩy làm sáng tỏ thực nghiệm của cao nguyên 1/3 chất chống chống lại Kagome Quantum Kagome, điều này không cường điệu, vẫn không giải thích được

Như với việc phát hiện ra tính siêu dẫn và siêu tự do, việc phát hiện ra các trạng thái lượng tử mới mang đến sự phát triển lớn tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái khoa học vật liệu Trình diễn tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái nghiên cứu này dự kiến ​​sẽ dẫn đến những tiến bộ tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái nghiên cứu thăm dò mới vào các trạng thái lượng tử tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái từ trường dựa trên sự thất vọng và biến động lượng tử, và góp phần phát triển khoa học vật liệu lượng tử

Xin lưu ý rằng kết quả nghiên cứu này sẽ được phát hành vào Thứ Bảy, ngày 28 tháng 12 năm 2024Được xuất bản trên tạp chí Vật lý Truyền thôngđã được thực hiện

Bối cảnh

Sự thất vọng đến từ tâm lý học, và theo từ điển, đó là ham muốn đó là "một trạng thái mà nó bị chặn lại bởi một loại rối loạn nào đó và không được thỏa mãn" Sự thất vọng từ tính hình học, đã đạt được quyền công dân tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái vật lý hiện đại, đề cập đến các tình huống tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái đó cấu hình spin không thể đạt được thỏa mãn năng lượng tương tác giữa tất cả các spin khi một lực ngược chiều (tương tác chống từ tính) được áp dụng giữa Nói cách khác, nói cách khác, "mặc dù các vòng quay liền kề có mong muốn đối mặt với nhau, hình học của các hình tam giác trở thành một trở ngại và không hài lòng"

Mô hình Kagome, đã được truyền lại ở Nhật Bản từ thời cổ đại, là một mạng lưới tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái đó các tam giác đều chia sẻ các đỉnh, và người ta biết rằng sự thất vọng mạnh mẽ xảy ra tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái các chất chống đông với cấu trúc này Nó cũng được biết đến trên toàn thế giới dưới cái tên Kagome và đang được nghiên cứu cực kỳ tích cực Nói chung, người ta biết rằng tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái các cơ thể từ tính thất vọng, sự hình thành thứ tự từ tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái đó các spin electron được sắp xếp theo một sự sắp xếp như lên, xuống, lên, xuống bị triệt tiêu Cụ thể, chất lỏng spin lượng tử với sự vướng víu lượng tử ở số 0 tuyệt đối tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái các chất chống đông Kagome lượng tử với cơ học lượng tử nổi bật^*2và nó cũng được dự kiến ​​sẽ được áp dụng cho điện toán lượng tử

Ngoài việc hình thành các chất lỏng quay lượng tử ở trường không, các chất chống phản xạ Kagome lượng tử có mối quan tâm mạnh mẽ đến sự hình thành các trạng thái lượng tử số ít trên từ trường Các trạng thái lượng tử điển hình (cao nguyên từ tính) không phản ứng với các từ trường tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái từ trường, và nó đã được dự đoán rằng xảy ra tuần tự ở các đại lộ 1/9, được coi là chất lỏng spin lượng tử và các trạng thái magnles của các vật thể

Tuy nhiên, chỉ có một vài chất nhận ra các chất chống phân tích Kagome lượng tử, thực tế là từ trường siêu mạnh khoảng ba lần tương tác từ tính và từ trường rất cần thiết Điều đó rất buồn tẻ cao nguyên là ba, và đã có một vài quan sát rõ ràng về các cao nguyên từ hóa

Phương pháp nghiên cứu và kết quả nghiên cứu

Nhóm nghiên cứu sử dụng các phương pháp tổng hợp thủy nhiệt để giải quyết sự thiếu hụt vật liệu^*3₃(OH)₆CL₃đã được phát triển thành công Incu₃(OH)₆CL₃nhỏ hơn so với các vật liệu mô hình khác, từ trường cần thiết để đo tổng quá trình từ hóa có thể bị triệt tiêu đến khoảng 35 Tesla Hơn nữa, phân tích lý thuyết về quá trình từ hóa được thực hiện bằng phương pháp LANCHOS nhiệt độ hữu hạn trực giao, kết hợp hiệu ứng nhiệt độ hữu hạn Theo cách này, chúng tôi đã giải quyết thành công những khó khăn nêu trên là những trở ngại đối với việc tìm kiếm trạng thái lượng tử tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái các từ trường

114280_114313₃(OH)₆CL₃đã đạt được thành công một quan sát rõ ràng về cao nguyên từ hóa 1/3, đã được dự đoán bởi lý thuyết tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái nhiều năm và sự tồn tại của họ đã được thảo luận Nói chung, cao nguyên trở nên xỉn màu ở nhiệt độ hữu hạn, gây khó khăn cho việc xác định nó, nhưng tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái nghiên cứu này, chúng tôi đã xác định pha cao nguyên (8 đến 14 Tesla) bằng cách tiến hành phân tích lý thuyết kết hợp hiệu ứng nhiệt độ hữu hạn và đề xuất sơ đồ từ từ với độ bão hòa (Hình 2) Điều này tương ứng với một minh chứng về cách các cao nguyên được quan sát và đánh giá ở nhiệt độ hữu hạn Hơn nữa, tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái khu vực gần cao nguyên, một thuật ngữ tỷ lệ nhiệt độ đã được quan sát thấy nhiệt cụ thể mặc dù là một chất cách điện Điều này chỉ ra rằng một quasiparticle từ tính đơn lẻ đang xảy ra gần cao nguyên Vì có rất ít ví dụ về các quan sát cao nguyên và bởi vì các tính chất vật lý sử dụng các phương pháp đo thông thường rất khó để đánh giá tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái các từ trường cực mạnh, nên việc làm sáng tỏ các trạng thái cao nguyên chưa được tiến triển cho đến nay Với vật liệu này, pha cao nguyên có thể được truy cập bằng các phương pháp khác nhau như đo nhiệt, cộng hưởng từ hạt nhân và neutron, và dự kiến ​​sẽ có thể hiểu sâu hơn về sự hiểu biết thử nghiệm của chúng tôi về cao nguyên

Hy vọng cho tương lai

Như với việc phát hiện ra tính siêu dẫn và siêu tự do, việc phát hiện ra các trạng thái lượng tử mới mang đến sự phát triển lớn tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái khoa học Nghiên cứu tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái tương lai dự kiến ​​sẽ khám phá thêm về trạng thái siêu nhỏ của 1/3 cao nguyên của các chất chống phản xạ lượng tử lượng tử, điều này không quá đáng để nói, vẫn chưa được giải thích Trình diễn tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái nghiên cứu này dự kiến ​​sẽ dẫn đến những tiến bộ tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái nghiên cứu thăm dò mới vào các trạng thái lượng tử tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái từ trường dựa trên sự thất vọng và biến động lượng tử, và góp phần phát triển khoa học vật liệu lượng tử

Lời cảm ơn

Nghiên cứu này được cấp bởi Cơ quan tài trợ JSPS Kagaku JP19H01832, JP21H01035 và JP23H04871

Thông tin giấy

Tên giấy

Cao nguyên từ hóa một phần ba tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái lượng tử Kagome Antiferromagnet

Tên tác giả

Kato Moe¹, Narumi Yasuo², Morita Katsuhiro³, Matsushita notaka⁴, Fukuoka Shuhei¹, Yamashita tomofumi², Nakazawa Yasuhiro², Oda Ken¹, Hayashi Hiroaki^4,5, Yamaura Kazunari^4,5, Hagiwara Masayuki², Yoshida Hiroyuki¹（¹Trường Đại học Khoa học Đại học Hokkaido,²Trường Đại học Khoa học, Đại học Osaka,³Đại học Khoa học Tokyo, Khoa Khoa học và Công nghệ,⁴Viện nghiên cứu vật liệu và vật liệu quốc gia,⁵Trường đại học Hóa học của Đại học Hokkaido)

Tên tạp chí

Vật lý truyền thông

doi

101038/s42005-024-01922-0

Ngày xuất bản

Thứ Bảy, ngày 28 tháng 12 năm 2024 (xuất bản trực tuyến)

Sơ đồ tham khảo

Thuật ngữ

*1 Kagome Antiferromag từ
Vật liệu từ tính Kagome là một vật liệu từ tính tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái đó các vòng quay điện tử mang từ tính được sắp xếp trên cấu trúc Kagome, một mô hình hình học truyền thống của Nhật Bản (Hình 1) tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái số đó, kagome antiferromagnet thể hiện một lực đối diện với hướng ngược lại giữa các spin electron, điều này gây ra sự thất vọng từ tính nổi bật

*2 Chất lỏng spin lượng tử
tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái các cơ thể từ tính nói chung, khi nhiệt độ được làm mát, thứ tự từ (rắn spin) được hình thành ở nhiệt độ có mức độ tương tác giữa các spin electron Khi biến động lượng tử mạnh hoặc sự thất vọng xảy ra, sự hình thành thứ tự từ bị triệt tiêu Do đó, dự kiến ​​một trạng thái cơ học lượng tử tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái đó spin tiếp tục lắc lư ngay cả ở số 0 tuyệt đối được hình thành và trạng thái này được gọi là "chất lỏng quay" phân biệt nó với chất rắn spin

*3 Tổng hợp thủy nhiệt
Theo một nghĩa rộng, các phản ứng thủy nhiệt được gọi là các phản ứng hóa học chung liên quan đến nước nóng ở 100 ° C trở lên Đặc biệt, tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái các phản ứng thủy nhiệt ở các trạng thái siêu tới hạn 374 ° C và 218 ATM trở lên, độ hòa tan của nước được tăng lên đáng kể và tác dụng xúc tác được cải thiện của nước được thúc đẩy đáng kể, giúp thu được các chất mới và tinh thể đơn