5日，記者從浙江大學(xué)獲悉，該校關(guān)聯(lián)物質(zhì)研究中心和物理學(xué)系袁輝球教授團隊首次在純凈的重費米子化合物中發(fā)現(xiàn)鐵磁量子臨界點，并且觀察到奇異金屬行為。這一發(fā)現(xiàn)打破了人們普遍認(rèn)為鐵磁量子臨界點不存在的傳統(tǒng)觀念，并且將奇異金屬行為拓展到鐵磁材料體系。該項研究已在國際頂級雜志《自然》在線發(fā)表。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，反鐵磁量子臨界點會出現(xiàn)在重費米子材料、鐵基高溫超導(dǎo)體和有機超導(dǎo)體等關(guān)聯(lián)電子材料中，通過壓力、磁場、摻雜等非溫度參量調(diào)節(jié)電子的相互作用，反鐵磁長程序可以被連續(xù)抑制到絕對零度，并且在量子臨界點附近出現(xiàn)超導(dǎo)和奇異金屬行為。然而，鐵磁量子臨界點的存在一直缺乏確鑿的證據(jù)。
經(jīng)過近10年的摸索，袁輝球團隊在嘗試了多種材料體系后，最近在重費米子材料
CeRh6Ge4中取得重大突破。他們通過不斷優(yōu)化樣品制備條件，合成了高質(zhì)量的單晶樣品，再通過壓力的調(diào)控，發(fā)現(xiàn)該體系中存在鐵磁量子臨界點，首次在一個純凈的鐵磁材料體系中發(fā)現(xiàn)量子臨界點存在的確鑿實驗證據(jù)，并且觀察到了與高溫超導(dǎo)體相似的奇異金屬行為——當(dāng)溫度趨于零度時，電阻隨溫度線性變化，比熱系數(shù)隨溫度對數(shù)發(fā)散。
袁輝球表示，此項工作不僅為量子相變研究開辟了一個新的方向，并且將銅基高溫超導(dǎo)和反鐵磁重費米子材料中觀察到的奇異金屬行為延伸到了鐵磁體系。由于超導(dǎo)與量子相變常常有著非常緊密的關(guān)系，鐵磁量子臨界點的發(fā)現(xiàn)也可以促進相關(guān)超導(dǎo)的研究。(洪恒飛 柯溢能 記者 江耘)
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