吴培亨院士团队成功在实验上实现了笼目型人工自旋冰晶体

2022-08-08 14:00:16
近日,吴培亨院士领导的南京大学超导电子学研究所王永磊教授、王华兵教授课题组与洛斯阿拉莫斯实验室和阿贡实验室等国际团队合作,成功在实验上实现了笼目型人工自旋冰晶体。

人工自旋冰是通过现代微纳米加工技术制备出来的具有偶极相互作用的纳米小磁体阵列,可以进行人工设计和调控,其最初的引入是为了模拟水冰和自旋冰材料中复杂的几何阻挫效应(图1)。人工自旋冰多样的磁化状态可用于直接观察几何阻挫、磁单极子、库伦相、奇异相变等诸多有趣的物理现象,在低功耗数据存储、编码、先进计算等领域有着潜在的应用价值。笼目型人工自旋冰(图2a)是最早也是获得最广泛研究的两种人工自旋冰之一,以往的理论研究表明笼目型人工自旋冰具有非常丰富的温度相图,随着温度的降低依次会浮现四种物相:高温下的顺磁相、经典自旋液体相、磁荷长程有序的自旋液体相以及最低温下的自旋晶体相。但是由于笼目型人工自旋冰中存在很强的几何阻挫效应,长期以来其最低能量的自旋晶体一直在实验上难以获得,使得隐藏在基态中的低能激发态和奇异相变难以在实验上进行研究。因此,实现笼目型人工自旋冰晶体成为人工自旋冰研究领域上的一个非常重要的难点问题。

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