چرخش دولت داستان: مشاهده کوانتومی اسپین حالت مایع در رمان مواد

گذشته از این درک عمیق از جهان طبیعی است که فیزیک کوانتوم تئوری ارائه می دهد و دانشمندان در سراسر جهان در حال کار خستگی ناپذیر را به جلو یک انقلاب تکنولوژیک با اعمال نفوذ این تازه کشف دانش در مهندسی نرم افزار. Spintronics است که زمینه ظهور است که با هدف به پیش افتادن از محدودیت های سنتی و الکترونیک با استفاده از چرخش الکترون ها است که می تواند تقریبا به عنوان دیده می شود خود را در زاویه ای چرخش به عنوان وسیله ای برای انتقال اطلاعات است.

اما طراحی از دستگاه های است که می تواند با استفاده از چرخش بسیار به چالش کشیدن و نیاز به استفاده از مواد جدید در عجیب و غریب متحده-که حتی برخی از دانشمندان کاملا نمی دانند و هنوز به صورت تجربی مشاهده نشده است. در یک مطالعه اخیر منتشر شده در طبیعت ارتباطاتدانشمندان دپارتمان فیزیک کاربردی در دانشگاه علوم توکیو, ژاپن, توصیف عنوان یک سنتز ترکیب با فرمول KCu₆AlBiO₄(SO₄)₅Cl که ممکن است کلیدی در درک گریزان "کوانتومی اسپین مایع (QSL)" دولت است. منجر دانشمند Dr Masayoshi Fujihala توضیح می دهد که انگیزه او: "مشاهدات یک QSL دولت یکی از مهم ترین اهداف در شیر تغلیظ شده-فیزیک ماده و همچنین توسعه جدید spintronic دستگاه. اما QSL دولت در دو بعدی (2D) سیستم شده است به وضوح مشاهده شده در مواد با توجه به وجود اختلال یا انحراف از مدل های ایده آل."

چه کوانتومی اسپین مایع دولت ؟ در پادفرومغناطيس مواد زیر خاص دماهای چرخش الکترون ها به طور طبیعی چین به الگوهای مقیاس بزرگ. در مواد در یک QSL دولت در حال چرخش هستند و اختلال در راه شبیه به چگونه مولکول ها در آب مایع در حال بی نظم در مقایسه کریستالی یخ. این اختلال ناشی از یک پدیده ساختاری به نام نا امیدی در آن وجود ندارد و ممکن است پیکربندی می چرخد که متقارن است و با انرژی مناسب برای تمام الکترون. KCu₆AlBiO₄(SO₄)₅Cl به عنوان یک سنتز ترکیب که مس اتم های مرتب شده در یک خاص 2D الگوی شناخته شده به عنوان "مربع شبکه کاگومه (SKL)," یک آرایش است که انتظار می رود برای تولید یک QSL دولت از طریق نا امیدی. استاد Setsuo Mitsuda co-نویسنده این مطالعه میگوید: "فقدان یک مدل ترکیبی برای SKL سیستم مسدود درک عمیق تر از آن چرخش دولت است. با این انگیزه ما سنتز KCu₆AlBiO₄(SO₄)₅Cl اولین SKL antiferromagnet و نشان از عدم وجود مغناطیسی سفارش در دماهای بسیار پایین--یک QSL دولت است."

اما نتایج تجربی به دست آمده نمی تواند تکرار از طریق محاسبات تئوری با استفاده از استاندارد "J₁-ج₂-ج₃ SKL هایزنبرگ" ، این رویکرد در نظر تعاملات بین هر یون مس در کریستال شبکه و نزدیکترین همسایه است. همکاری نویسنده دکتر Katsuhiro موریتا توضیح می دهد: "سعی کنید برای از بین بردن اختلاف ما محاسبه یک SKL مدل با توجه به آینده-نزدیکترین همسایه تعاملات مختلف با استفاده از مجموعه ای از پارامترهای. هنوز ما نمی تواند تکثیر نتایج تجربی. بنابراین برای درک این آزمایش به درستی, ما نیاز به محاسبه این مدل با تعاملات بیشتر."

این اختلاف بین آزمایش و محاسبات برجسته نیاز برای پالایش موجود رویکردهای نظری به عنوان co-نویسنده پروفسور Takami Tohyama آمده است: "در حالی که SKL antiferromagnet ما سنتز یک نامزد اول به بررسی SKL مغناطیس ما ممکن است مجبور به در نظر گرفتن دیگر-محدوده تعاملات برای به دست آوردن یک کوانتومی اسپین مایع در مدل های ما. این نشان دهنده یک چالش نظری به پرده طبیعت از QSL دولت است." اجازه دهید ما امیدواریم که فیزیکدانان را مدیریت برای مقابله با این چالش برای ما به ارمغان بیاورد و در عین حال یکی دیگر از گام نزدیک تر به وعده فوق العاده از spintronics.

###

دانشگاه علوم توکیو (TUS) است که به خوبی شناخته شده و مورد احترام دانشگاه و بزرگترین علمی-تخصصی پژوهشی خصوصی دانشگاه در ژاپن با چهار دانشگاه در مرکز توکیو و حومه آن و در هوکایدو. تاسیس در سال 1881 دانشگاه به طور مستمر کمک به ژاپن در توسعه علم از طریق تلقین عشق به علم, در, محققان, تکنسین ها و مربیان.

با یک ماموریت "ایجاد علم و فناوری برای توسعه هماهنگ از طبیعت و انسان و جامعه" طوس به انجام طیف گسترده ای از تحقیقات پایه به علوم کاربردی. طوس در آغوش یک رویکرد چند رشته ای به تحقیق و انجام مطالعه فشرده در برخی از امروز حیاتی ترین زمینه های. طوس است شایسته سالاری که در آن بهترین در علم شناخته شده است و پرورش. آن است که تنها دانشگاه خصوصی در ژاپن است که در تولید یک برنده جایزه نوبل و تنها دانشگاه خصوصی در آسیا برای تولید برندگان جایزه نوبل در زمینه علوم طبیعی.

وب سایت: https://www.طوس.ac.jp/en/mediarelations/

Masayoshi Fujihala فارغ التحصیل از قصههای دانشگاه, ژاپن, که در آن او موفق به دریافت لیسانس دکترا و پست دکترا. او در حال حاضر با این نسخهها کار در گروه فیزیک در دانشگاه علوم توکیو جایی که او مسئول چندین فیزیک دوره. تحقیقات خود را در زمینه مغناطیس و دمای پایین سنتز; او منتشر کرده است حدود 20 داوری مقالات در این افراد است.

این مطالعه تا حدودی پشتیبانی شده توسط گرانت-در-کمک برای تحقیقات علمی (شماره 17K14344) از MEXT ژاپن.

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.