新几何阻挫物质M_2(OH)_3X的新颖量子磁性———磁有序和涨落在均匀自旋系的共存

几何阻挫引起诸多的未知新颖量子状态,这些新颖量子相的理解预计将带来物理学的突破。笔者通过材料科学研究,偶然发现了新型几何阻挫系列M2(OH)3X[M=Cu,Co,Ni,Mn,Fe etc.;X=Cl,Br,I]。它们初步展示了新颖的磁性,虽然这些物质是由单一磁性离子组成的均匀晶体,在这些化学均匀系中自旋的有序[如铁磁或反铁磁秩序]和自旋涨落同时共存。因为d电子磁性离子的量子性,本物质系列提供了研究几何阻挫引发的新颖量子特性的绝好舞台。本文综合介绍我们在这一方面最近取得的主要成果。他山之石可以攻玉,新材料的发现往往会带来物理学的新进展,本文同时也例证了材料科学对凝聚态物理的重要性。

阻挫磁体R_(2)V_(2)O_(7)的分数量子磁化和磁致多铁性研究

我校物理电子工程学院陈瑞博士2021年获批国家自然科学基金项目:阻挫磁体R_(2)V_(2)O_(7)的分数量子磁化和磁致多铁性研究,批准号:12104388。阻挫磁体由于存在自旋涨落和磁阻挫的相互竞争而呈现出丰富的物理效应,其中量子磁化平台和磁致多铁性在凝聚态物理领域备受关注。前者是一种宏观量子效应,蕴含特殊的磁有序态或量子态;后者展现了本征的磁电耦合,可实现磁场调控铁电性或电场调控磁性。这两种效应关联着复杂的多自由度相互作用和多序参量相互耦合,具有重要的基础研究价值和科技应用前景,是凝聚态物理研究的重要前沿课题。

没有磁体的磁涨落

磁体内部是高度有序的自旋排列状态。对这种秩序，小的扰动可以波的形式持续传播，它被称为磁振子。然而现在的实验表明，这种波也存在于高温下，即大尺度磁有序不再能够维持的温度下。磁振子存在于宽的环境条件下，比我们先前想象的范围更宽。因此，它们可能在信息处理工程中以某种方式被使用。

铁基超导体BaFe2-xNixAs2中磁性相互作用的中子散射

铁基超导电性起源于对母体中长程反铁磁序的压制,理解其超导微观机理的关键在于清楚认识磁性相互作用的演化规律,及其与超导电性的具体关系.本文以典型的电子型掺杂铁基超导体系BaFe_(2-x)Ni_xAs_2为对象,介绍了中子散射实验针对其电子态相图、磁有序态、低能磁激发和高能自旋涨落谱等磁性物理的相关研究,着重总结它们随掺杂的系统而演变的规律,同时介绍了在自旋向列相中的最新研究进展.最后,基于这些结果,提出了磁性相互作用驱动的非常规铁基超导电性的可能物理图像.