首次由科学家发现的反铁磁拓扑量子材料

时间:2020-02-03 18:10 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

首次由科学家发现的反铁磁拓扑量子材料

量子材料是世界范围内不同科学领域的研究热点。这类材料似乎越来越复杂,并具有诸如磁性、超导性或拓扑学等物理现象,因此极有希望在信息处理、传感器、计算等领域取得技术进步。在德累斯顿理工大学,量子材料研究也扮演着重要的角色。随着卓越ct集群的建立。qmat mdash;量子材料的复杂性和拓扑结构,再加上朱利叶斯-马克西米利安大学的研究,使这一领域受到了更大的影响。

量子材料的非凡性质通常需要特殊的、难以达到的条件,如低温、极强的磁场或高压。因此,科学家们正在寻找即使在室温、没有外部磁场和正常大气压下也能显示其奇异特性的材料。特别有前途的是所谓的磁拓扑绝缘体(MTI)。它们被认为是新型准粒子和前所未有的量子现象的来源,但它们的实验实现非常具有挑战性。

Anna Isaeva博士是卓越ct集群的副成员。德累斯顿大学和莱布尼茨固体与材料研究所(IFW)量子材料的合成和晶体生长的初级教授。她和她的团队一起,在化学、物理和晶体学的界面上研究新量子材料的识别。

来自20多个研究机构的40多名科学家进行了大规模的国际合作,艾塞瓦博士的团队在发现一种新的、有前途的量子材料方面做出了重大贡献。德累斯顿大学的科学家们与莱布尼茨固体与材料研究所的亚历山大·泽格纳博士一起,为第一种本质上具有磁性的拓扑材料——锰-碲化铋(MnBi2Te4)——开发了第一种晶体生长技术,并对这些晶体的物理性质进行了表征。在西班牙多诺斯提亚国际物理中心的理论和维尔茨堡大学的光谱实验中,研究合作证明了MnBi2Te4是第一个低于其近温的反铁磁拓扑绝缘体(AFMTI)。

这一发现对科学界的意义是巨大的:MTI晶体表面有一种边缘状态,即使没有外部磁场也可以实现霍尔的量子化电导率。另外,AFMTI的制备为反铁磁自旋电子学的蓬勃发展做出了重要贡献。磁性范德华材料的新研究领域也将受益于新型二维铁磁体。

Isaeva博士的团队已经进一步优化了新材料的合成方案,使得MnBi2Te4单晶的生产更加容易。世界各地的研究团队都加入了MnBi2Te4中磁性和拓扑结构相互作用的研究。最近的研究表明,MnBi2Te4的结构衍生物更多,与MTI相关。

“我们见证了一个新的磁拓扑绝缘体家族的出现,它依赖于固有磁化而不是磁掺杂方法。”世界各地的团队之间竞争激烈,这也引发了关于这个主题的大量新出版物,”Jun.-Prof说。Anna Isaeva博士提到了她自己团队随后的三篇文章。

演讲:奥楚科夫一世,克里姆夫斯基甲,H.班特曼,a。v。yazovya, v。v m·Koroteev Kuznetsov杰·f·Freyse Sanchez-Barriga b r i先生Amiraslanov Babanly北面,t a北面,Mamedov Abdullayev v的v a n . Zverev, Alfonsov Kataev Bü chner b、e . Schwier s木村走a, g·l·Petaccia意大利佛罗伦萨圣r . c .公民,s k亲爱的Kiß一个m, Ü nzelmann c·h·Min s k . Moser·t·r·f·Peixoto a·f·Reinert认真a·p·m·Echenique Isaeva和伊芙Chulkov 18 December 2019年,《自然》杂志上。

麼:10.1038 / s41586-019-1840-9

arXiv: 1809.07389

作为德累斯顿技术大学和莱布尼茨固体与材料研究所的联合任命,量子材料合成与晶体生长研究小组成立于2019年。Jun.-Prof。Anna Isaeva博士主要研究无机化合物的材料方面,主要研究拓扑非平凡材料的探索性合成和综合表征。这些发现对德累斯顿合作研究中心1143、卓越集群ct等合作项目的运行有很大的贡献。qmat、1666重点项目和1621科研训练课题组。

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