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科学家发现“半冰半火”物质新相态!

 材料文献解读

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3月27日消息,美国能源部布鲁克海文国家实验室官网25日发布,物理学家在研究亚铁磁材料一维模型时,发现一种全新物质相态——“半冰半火”,并成功用数学模型阐释,相关论文发表于《物理评论快报》。

这一相态是电子自旋的独特模式,电子携带的微小磁矩呈现出高度有序的“冷”自旋与高度无序的“热”自旋组合状态。它备受关注,不仅因其从未被观测到,更在于能在合理有限温度下,促使材料内部相态快速切换。

研究可回溯到2012年对锶铜铱氧化物的研究,2016年首次发现“半火半冰”奇异相态,同一材料不同位置电子状态迥异。当时理论模型认为该相态在有限温度下不应存在,直至近期新数学模型揭示量子隧穿效应在超窄温度区间促成相态转变。

新发现的“半冰半火”相态是“半火半冰”的孪生状态,二者热、冷自旋位置互换。模型显示相态切换在超窄温度范围发生,研究人员提出这一现象未来或可用于制冷技术,也能作为新型量子信息存储技术基础,以相态充当比特,有望推动量子计算和自旋电子学等技术取得巨大进步。 

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