Kitaev 스핀액체의 새로운 후보 발견

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만들기에 도전하다

Kitaev 회전 액체(KSL)는 실험실에서 만들기가 특히 어려운 것으로 알려진 QSL의 하위 유형입니다. 이는 이론에 따르면 완벽한(정확히 풀 수 있는) 2차원 벌집 모양 격자가 형성되어야 하기 때문입니다. KSL의 스핀은 또한 특이한 교환 상호작용을 통해 결합됩니다. 이러한 상호 작용은 철과 같은 일상 물질의 자기적 특성에도 영향을 미치며, 동일한 입자(예: 전자) 쌍 사이에서 발생합니다. 이는 이웃 입자의 스핀이 같은 방향을 향하는 것을 방지하는 효과가 있습니다. 따라서 KSL은 일반적인 QSL에서처럼 단순한 기하학적 좌절이 아니라 "교환 결합" 좌절로 고통받는다고 합니다.

KSL의 또 다른 흥미로운 특징은 내결함성 위상 양자 계산의 전제 조건인 비아벨리아 애니온(Non-Abelian Anyons)으로 알려진 기본 여기를 포함하고 있다는 것입니다. 이러한 유형의 계산에서는 쉽게 변형될 수 없는 기본 모양으로 정의된 양자 비트(큐비트)를 사용합니다. 위상적으로 보호되는 이러한 큐비트는 환경에 의해 쉽게 교란되지 않으므로 큐비트에 포함된 정보는 더 오랫동안 그대로(또는 "일관성") 유지됩니다.

희토류 칼코할로겐화물 계열

Qingming Zhang과 동료들에 따르면, 희토류 칼코할로겐화물이 KSL을 만드는 데 도움이 될 수 있다고 합니다. 그들의 새로운 연구에서 중국어 물리학 문자, 그룹은 SmSI, ErOF, HoOF 및 DyOF의 다결정뿐만 아니라 YbOCl 결정을 연구했습니다. 그들은 X선 회절을 사용하여 구조를 특성화하고 자기 민감도, 자화 및 열용량을 1.8K까지 측정했습니다.

연구원들은 그들이 연구한 모든 REChX 화합물이 물질층 사이의 약한 반 데르 발스 힘에 의해 2D 구조가 모양을 유지하는 진정한 4차원이라는 것을 발견했습니다. 그들은 또한 왜곡되지 않은 벌집형 스핀 격자를 가지고 있습니다. 희토류 자기 이온의 XNUMXf 전자가 강한 스핀-궤도 상호 작용(전자의 고유 스핀과 전자의 움직임에 의해 유도된 자기장 사이의 상호 작용)을 통해 결합된다는 사실과 결합된 이 격자 배열은 다음을 제공합니다. KSL이 형성되는 데 필요한 이방성 교환 결합.

Zhang에 따르면, 이 새로운 KSL 후보 계열의 발견은 QSL 물리학 연구에 상당한 추진력을 줄 것입니다. 그와 그의 동료들은 이제 이러한 물질의 스핀 바닥 상태, 즉 거시적 길이 규모에 걸쳐 일관성을 유지하는 상태를 연구할 수 있는 더 큰 REChX 단결정을 성장시키려고 노력하고 있다고 말합니다. 이를 위해 그들은 측정을 밀리켈빈 온도까지 확장할 계획입니다.

출처: https://physicsworld.com/a/new-candidates-for-kitaev-spin-liquids-found/

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