- 中国科学院团队在光驱动氢化物催化 49
- 岩土领域比较不错的sci期刊推荐 37
- 关于博士参加学术会议的重要性 51
- 知网查重系统会查折线图吗 44
- 考研科目代码是什么意思啊 45
- 投稿《泰山医学院学报》期刊论文需 46
- 马克思主义哲学优秀论文题目有哪些 33
- 撰写农业推广方向的论文写作要点 48
- 气候学优秀论文题目是什么 36
- 如何学术会议上与专家进行交流的建 46
- 西安交通大学全球环境变化研究院程 46
- 关于出书涉及多个方面的规定和流程 48
- 什么是学术著作出版审查? 58
- 关于英文论文润色的方法 51
- 如何投稿英语期刊 42
- FAGRE 7371
- 厦门亚博艺会议服务有限公司 23403
- 耐奥公共关系机构 17362
- 安徽理工大学能源与安全学院 17423
- 广东省生物医学工程学会 1383
- 大连百奥泰国际会议有限公司 1376
- 北京颜路医学科技有限公司 7406
- 武汉赛思会务有限公司 23396
- 点时文化传媒(北京)有限公司 1397
- 北京久久国际会展有限公司 22373
- HKSME 22368
- 美国科研出版社 1388
- 武汉优莱特文化发展有限公司 23370
- 华工大学城中心酒店 1392
- 中国环境科学学会 22377
- 機械開發有限 1397
- 南京工业大学 1361
- 中国航空学会 22385
- ks 1372
- 上海来溪会务服务有限公司 22405
《物理评论X》发表李源、彭莹莹课题组与合作者对Kitaev模型候选材料钠钴锑氧的研究
2024/04/12
最近,北京大学物理学院量子材料科学中心的李源长聘副教授课题组成功生长出了大尺寸、高质量的Na3Co2SbO6单晶,并与量子材料科学中心的彭莹莹助理教授课题组等合作者共同研究了晶体中的量子磁性特征。实验结果表明,Na3Co2SbO6拥有Kitaev量子自旋液体模型的一部分关键特性,并在外场中具有很好的可调控性,有希望被用来寻找新奇的磁性量子物态。相关研究成果以《Na3Co2SbO6中巨大的面内磁各向异性和竞争不稳定性》(“Giant Magnetic In-Plane Anisotropy and Competing Instabilities in Na3Co2SbO6”)为题,在线发表于著名的综合物理期刊《物理评论X》(Physical Review X)上。
Kitaev量子自旋液体近年来引起了研究人员的广泛关注。与以往利用各向同性的磁性相互作用和具有几何阻挫的晶格(如:笼目晶格上的反铁磁Heisenberg模型)去寻找量子自旋液体的思路不同,Kitaev蜂窝模型虽然具有严格可解的零温量子自旋液体基态,但模型中每组磁性相互作用都具有高度的各向异性。这种局部各向异性与晶格整体的对称性合在一起,阻止了低温下磁长程序的产生。这一特点也使Kitaev蜂窝模型在加入了其它种类的磁性相互作用以后比较容易形成丰富的磁有序态。因此也可以认为,Kitaev量子自旋液体在理想模型中的实现是多种磁有序态彼此剧烈竞争的结果。
多种有序态之间“势均力敌”的竞争可以类比于力学系统中的不稳定点。在不稳定点附近,任何打破平衡的微小因素都可能产生被极端放大的物理后果。在此前的理论研究中(PRL125,047201,2020),晶体材料Na3Co2SbO6被认为恰好是这样的材料,它在相互作用参数空间里处于铁磁和反铁磁有序的交界附近(偏向反铁磁一侧,材料在低温7K以下会出现反铁磁有序),并且在距离该位置不远的参数条件下有可能存在量子自旋液体相。与Na2IrO3和α-RuCl3等重要的Kitaev模型候选材料一样,Na3Co2SbO6具有单斜的晶体结构,其空间群对称性比理想的Kitaev蜂窝模型要低。在以往的绝大多数研究中,这些材料仍然被近似看待成具有Kitaev蜂窝模型的对称性,其中包括绕蜂窝平面法线的六重旋转对称性。
在本项研究工作中,李源课题组成功生长出了大尺寸、高质量的Na3Co2SbO6单晶。尤为难得的是,他们发现有一小部分晶体是单畴的(不含孪晶),从而能够显示出体系本征的磁各向异性。细致的测量结果表明,尽管单斜的晶体结构只造成蜂窝平面不足0.2%的形状改变,却让晶体在低温下对外磁场产生极为各向异性的响应,完全失去了六重旋转对称性(图1):无论从磁化率来看,还是从触发相变的临界磁场来看,蜂窝平面内的磁各向异性程度都超过了200%,比形状的各向异性大了3个数量级。这刚好符合前面提到的多种磁有序竞争使体系处于不稳定点附近的判断。受这些结果启发,课题组进一步与美国、日本、澳大利亚的多个中子散射团队合作完成了一系列低温和外磁场条件下的中子衍射测量。实验结果验证了磁有序竞争的物理图像。随着外磁场的施加,体系依次进入多种不同的反铁磁和铁磁有序态,这些态具有不同的波矢和一种潜在的共性(图2):蜂窝晶格的锯齿(zigzag)边上存在链状的铁磁自旋关联。通过升高样品的温度、让铁磁链显得彼此独立,可以在中子衍射中观察到倒易空间里 “六芒星”形的信号。这些实验结果表明Na3Co2SbO6拥有Kitaev量子自旋液体模型的一部分关键特性,并在外场中具有很好的可调控性,有希望被用来寻找新奇的磁性量子物态。为此,相关课题组已正在开展后续的实验探索。
图1. (左)展示了单畴晶体在不同方向的面内磁场中的磁化率;(中)展示了ab方向上的磁场诱导相变;(右)展示了临界磁场相对于蜂窝晶格的角向分布
图2.(左)两个不同方向上的面内磁场诱导相变背后的磁有序波矢变化;(右)多种磁有序的潜在共性:沿蜂窝晶格锯齿边的链状自旋关联,它对应倒易空间里“六芒星”形的漫散射图案
北京大学物理学院量子材料科学中心已出站的“博雅计划”博士后李昕彤、北京大学物理学院本科生顾昱晨和博士生陈越是论文的共同第一作者,李源、李昕彤,以及美国布鲁克海文国家实验室的Igor A. Zaliznyak为本文的共同通讯作者。针对单畴晶体的X射线衍射和转角磁化测量分别与彭莹莹课题组(博士生肖铅、郑希诠)以及公共材料表征实验室的叶子荣博士合作完成。中子散射实验全部在疫情期间通过远程实验完成,这些实验得到了美国橡树岭国家实验室、日本J-PARC中子源、澳大利亚中子散射中心多位谱仪科学家的大力支持。上述研究工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金的支持。
文章来源北京大学新闻网,分享只为学术交流,如涉及侵权问题请联系我们,我们将及时修改或删除。
化学与分子工程学院张文彬课题组在单结构域蛋白质索烃的设计和合成方面取得重要进展
清华大学电子系窦维蓓团队合作在多层级脑交互不对称性研究与应用方面取得进展
“可解释、可通用的下一代人工智能方法”重大研究计划系列成果五 ——基于流的图神经网络与生物医学网络的新兴药物相互作用预测
浙江大学黄河教授/胡永仙主任医师团队在非病毒定点整合CAR-T 细胞治疗复发/难治 B 细胞淋巴瘤研究方面取得进展
北京大学环境学院陆克定团队在Nature Geoscience上发文揭示全球夜间大气氧化性的演变及其调控机制
清华大学电机系智慧能源课题组研究工作支撑我国电力现货市场建设改革
首都医科大学基础医学院在神经元N-甲基-D-天冬氨酸受体调控机制研究方面取得进展
第十一届先进制造技术与材料工程国际学术会议 (AMTME 2024)(2024-05-17)
第五届计算机通信与网络安全国际学术会议 (CCNS 2024)(2024-05-17)
2024年教育政策与实践研讨会(ICEPP 2024)(2024-05-24)
第九届机电控制技术与交通运输国际学术会议(ICECTT 2024)(2024-05-24)
第三届机电一体化与机械工程国际会议(ICMME2024)(2024-05-24)
2024年电子器件、传感控制技术与光学机械工程国际学术会议(EDSCTOE 2024)(2024-05-25)
第十四届地质和地球物理学国际会议(ICGG 2024)(2024-05-31)
2024年食品工程与农业科学国际会议(ICFEAS 2024)(2024-06-02)
2024年第三届网络、通信与信息技术国际会议(CNCIT 2024)(2024-06-07)
2024年先进机器人,自动化工程与机器学习国际会议(ARAEML 2024)(2024-06-28)
第十四届环境污染与大众健康国际学术会议(EPPH 2024)(2024-11-15)
2024年区块链,物联网与信息技术国际会议(ICBITIT 2024)(2024-6-30)
2024年财务、企业管理与经济转型国际会议 [ISFEMET 2024](2024-5-29)
2024年第六届电气工程与控制技术国际会议(CEECT 2024)(2024-12-20)
2024海洋工程与应用技术国际会议(MEAT 2024)(2024-6-14)
2024现代教育、新媒体发展与社会科学国际学术会议(MENMDSS 2024)(2024-6-15)
2024年生物、医学科学与卫生国际学术会议(ICBMSH 2024)(2024-5-15)
2024年第四届工业自动化、机器人与控制工程国际会议(IARCE 2024)(2024-9-20)
2024年公共艺术与科学教育国际研讨会(ISPSE 2024)(2024-6-16)
2024年铁路、工程材料与自动控制国际学术会议(REMAC 2024)(2024-5-30)