В последнее время кооперативная исследовательская группа Института сильных магнитных полевых исследований Китайской академии наук Института материаловедения им. Хэфэй, Университета науки и техники Китая, Университета Фудана и Университета Теннесси использовала сильное магнитное поле и чрезвычайно экстремальные условия низкой температуры для изучения физических свойств трехмерного резистивного магнитного материала ZnCr2Se4. Сделайте новый прогресс. Команда улучшила фазовую диаграмму магнитной температуры ZnCr2Se4 с помощью сильных магнитных полей, магнитной восприимчивости DC / AC при криогенных температурах, теплопроводности и удельной теплоемкости и обнаружила квантовый фазовый переход, индуцированный магнитным полем. Квантовая критическая кривизна в шпинелевом магните ZnCr2Se4 была опубликована в журнале Physical Review Letters.
Оксиды переходных металлов, халькогениты ACr2X4 (A = Zn, Cd, Hg; X = O, S, Se) являются типичным типом магниторезистивной системы усеченного конуса. При низких температурах эти материалы обладают сложными магнитными основными состояниями и показывают платформу дробной намагниченности, индуцированную магнитным полем, режим с нулевой энергией и другое экзотическое квантовое поведение; Кроме того, с увеличением приложенного магнитного поля существует также неопределенная система ACCr2X4 между спиральной спиновой последовательностью и полностью поляризованным состоянием. Новая фаза. Для этой неопределенной новой фазы были предложены два возможных объяснения: зонтикоподобное спиновое состояние или спин-жидкостная кристаллическая фаза, обе из которых будут разрушать спин-вращательную симметрию.
Чтобы исследовать физическую природу этой неизвестной новой фазы, исследователи группы расширили фазовую диаграмму температурного поля материала ZnCr2Se4 за счет измерения физических свойств при чрезвычайно низких температурах и сильных магнитных полях. Эксперимент подтвердил, что существует новая фаза между критическими магнитными полями НС2 и НС3. HC2 постепенно переходит в высокое поле при понижении температуры, а HC3 постепенно переходит в низкое поле и в конечном итоге совпадает с квантовой критической точкой, что указывает на то, что переход от спиральной спиновой последовательности к полностью поляризованному состоянию при абсолютном нуле является квантовой фазой переход. Неизвестная новая фаза между HC2 и HC3 представляет собой квантово-критическую область, индуцированную магнитным полем (как показано). Эта квантовая критическая область имеет необычный критический режим, который не может быть объяснен простой критической моделью Изинга или Гаусса; Вблизи квантовой критической точки (6.5T) удельная теплоемкость соответствует экспоненциальному соотношению T2 при чрезвычайно низких температурах, а теплопередача показывает, что длина свободного пробега не изменяется с температурой. Эта работа дает новую идею для решения проблемы квантового критического поведения.
Сильный центр магнитного поля Гу Чуанчуань и Китайская национальная Чиа Синика Чжао Чжиинь, первый автор, сильный исследователь магнитного центра Ян Чжаоронг и профессор Университета Китая Сан Сюэфэн, профессор университета Фудань Чэнь Ган и профессор Университета Теннесси Чжоу Хайдун как соавтор статьи.
Вышеуказанные результаты исследований были профинансированы Национальным фондом естественных наук Китая и национальными ключевыми проектами в области НИОКР.