Квантовая спиновая жидкость

Квантовая спиновая жидкость Квантовая спиновая жидкость Фаза вещества, образующаяся при взаимодействии квантовых спинов в магнитных материалах   Характеризуется дальнодействующей квантовой запутанностью, […]

Квантовая спиновая жидкость

  • Квантовая спиновая жидкость

    • Фаза вещества, образующаяся при взаимодействии квантовых спинов в магнитных материалах  
    • Характеризуется дальнодействующей квантовой запутанностью, фракционированными возбуждениями и отсутствием магнитного порядка  
  • История и свойства

    • Предложена Филом Андерсоном в 1973 году  
    • Вызвала интерес в 1987 году благодаря теории высокотемпературной сверхпроводимости  
    • Простейшая магнитная фаза — парамагнетик, при охлаждении переходит в ферромагнитную фазу  
    • Квантовые спиновые жидкости сохраняют беспорядок до очень низких температур  
  • Примеры и реализации

    • Треугольник изинговых спинов: фрустрация приводит к увеличению возможных ориентаций спинов  
    • Резонирующие валентные связи (RVB): основное состояние без магнитного момента, но с дальнодействующей запутанностью  
    • Спиновые жидкости поддерживают экзотические возбуждения, такие как спиноны  
  • Экспериментальные сигнатуры

    • Магнитная восприимчивость: параметр фрустрации f > 100 указывает на возможную спиновую жидкость  
    • ЯМР и µSR: отсутствие магнитного упорядочения при низких температурах  
    • Удельная теплоемкость, тепловой перенос, рассеяние нейтронов и коэффициент отражения: дополнительные методы для изучения свойств спиновых жидкостей  
  • Материалы-кандидаты

    • Хлоркупрат цезия: диффузное рассеяние нейтронов, приписываемое спинонам из двумерного состояния RVB, позже опровергнуто  
  • Квантовая спиновая жидкость в органических изоляторах

    • В 2003 году группа Каноды наблюдала квантовую спиновую жидкость в органическом изоляторе κ-(BEDT-TTF)2Cu2(CN)3.  
    • Это соответствует бесщелевой спиновой жидкости со спинонной поверхностью Ферми.  
  • Гербертсмитит как кандидат в QSL

    • Гербертсмитит — минерал с химической структурой ZnCu3(OH)6Cl2.  
    • Ионы меди образуют двумерные слои решеток кагоме, что создает антиферромагнитное взаимодействие.  
    • В 2005 году сообщалось о синтетическом поликристаллическом порошке гербертсмитита.  
    • В 2011 году выращены крупные монокристаллы гербертсмитита, подтвердившие его спиновую жидкую природу.  
  • Квантовая спиновая жидкость в двумерных материалах

    • В 2015 году обнаружены майорановские фермионы в двумерном материале, похожем на графен.  
    • Результаты согласуются с сотовой моделью Китаева.  
  • Сильно коррелированная квантовая спиновая жидкость

    • SCQSL — новый тип сильно коррелированного электрического изолятора.  
    • Удельная теплоемкость пропорциональна Tn, где n меньше или равно 1.  
    • Наиболее перспективный кандидат — гербертсмит.  
  • Типы квантовых спиновых жидкостей

    • Ca10Cr7O28 — двухслойный магнит с фрустрированным магнитом kagome.  
    • В декабре 2021 года измерена квантовая спиновая жидкость типа торического кода.  
  • Специфические свойства и приложения

    • Эффективная масса квазичастиц M* зависит от температуры, плотности и магнитного поля.  
    • Материалы с квантовыми спиновыми жидкостями могут применяться в хранении данных и памяти.  
    • Разработки в области квантовых спиновых жидкостей могут помочь в понимании высокотемпературной сверхпроводимости.  

Полный текст статьи:

Квантовая спиновая жидкость

Оставьте комментарий

Прокрутить вверх