Новое исследование изменило понимание квантовой спиновой жидкости

Глобальная команда ученых достигла значительного прогресса в исследовании необычного состояния вещества, известного как квантовая спиновая жидкость. Их работа проливает свет на уникальные свойства молекулярного кристалла β’-EtMe3Sb[Pd(dmit)2]2 (β’-этилтриметилсурьмой бис(палладий 1,3-дитиол-2-тион-4,5-дитиолатом)). Этот материал прославился своим сложным магнитным поведением и уже много лет находится в центре внимания исследований квантовых спиновых жидкостей.

Квантовые спиновые жидкости, концепцию которых впервые предложил нобелевский лауреат Филип Андерсон в 1970-х годах, представляют собой особую фазу вещества, где спины атомов никогда не переходят в устойчивое магнитное состояние, даже при температурах близких к абсолютному нулю. Наоборот, они непрерывно колеблются и остаются запутанными, формируя своеобразную магнитную «жидкость».

Международная группа исследователей под руководством профессора Ясуюки Исии из Технологического института Сибаура в сотрудничестве с учеными из исследовательского кластера RIKEN, лаборатории Резерфорда-Эплтона и Университета Кумамото провела детальный анализ молекулярного кристалла с комплексной структурой.

Применяя передовые техники электронного спинового резонанса (ESR) и мюонной спиновой ротации (μSR), ученые выявили, что спиновая динамика в исследуемом материале демонстрирует квази-одномерное поведение, что противоречит ранее предположенному двумерному характеру взаимодействий. Это открытие стало сюрпризом, так как двумерная структура материала подразумевала аналогичную размерность динамики спинов.

«Уникальные свойства квантовых спиновых жидкостей обладают потенциалом для будущего использования в технологиях нового поколения, таких как квантовые компьютеры и спинтронные устройства. Данное исследование является важным шагом к созданию этой основы и стимулирует будущие технологические инновации», — утверждает соавтор исследования Юго Осима.

Несмотря на достижения, остаются нерешенные вопросы о точном механизме уменьшения размерности в данном контексте. Исследователи намерены использовать свои методики для изучения других потенциальных квантовых спиновых жидкостей, стремясь понять общие принципы, управляющие этими веществами.

Источник: iXBT