诺贝尔奖获得者首次预测的新量子自旋液体

调整Aalto开发的材料的磁性的方法使得能够制备新的量子旋转液体。

现在，来自阿尔托大学，巴西物理研究中心(CBPF)，不伦瑞克技术大学和名古屋大学的研究人员首次研制出安德森预测的超导体状量子自旋液体。这是了解超导体和量子材料的重要一步。量子旋转液的制备是通过一种新方法来实现的，该方法是由阿尔托大学化学家开发的一种定制磁性材料特性的方法。研究结果发表在NatureCommunications上。

高温超导体是铜氧化物，其中铜离子形成正方形晶格，使得相邻的磁矩面向相反的方向。当通过改变铜的氧化态来扰乱该结构时，该材料变为超导的。在现已发表的新研究中，这种方形结构的磁相互作用被具有d10和d0电子结构的离子修饰，这使得材料变成量子旋转液体。

“未来，这种新的d10/d0方法可用于许多其他磁性材料，包括各种量子材料，”阿尔托大学的博士候选人OttoMustonen设想。

无缝合作

量子旋转液体的经验检测很困难，需要广泛的研究基础设施。

“我们在这项研究中使用了μ子自旋光谱。这种方法是基于非常短暂的电子样基本粒子(称为μ介子)与被研究材料的相互作用。该方法可以检测量子中非常弱的磁场材料，“不伦瑞克技术大学的F.JochenLitterst教授说。测量在瑞士的PaulScherrer研究所进行。

“除了顶级设备外，研究还需要化学家和物理学家之间的无缝合作，”MaaritKarppinen教授强调说。“未来我们将需要相同的国际多学科方法，以便对量子自旋液体的研究可以引导我们实现拓扑量子计算机的实验。”

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