从物理上讲,播放不同的配乐只是振动谱的一分钟变化,但它对舞池的影响是戏剧性的。人们渴望这种微小的触发,当萨尔萨舞变成探戈时,完全不同的集体模式出现了。
金属中的电子在零温度下往往只表现出一种行为,即所有动能都被猝灭。人们需要挫败电子交互,以打破一个特定电子订单的主导地位,并允许多种可能的配置。最近发表在《自然物理学》上的关于戈姆网的研究结果表明,这种三角形晶格在这方面非常有效。
以日本竹篮编织图案命名,二维(2D)戈姆晶格是由一系列共享角的三角形构建的。当每个角都被具有反铁磁相关性的磁矩占据时,最近邻相互作用有利于反排列自旋
因此,系统在几何上受到挫折,达到磁有序状态,通常称为磁挫折。在20世纪80年代末,反铁磁kagome晶格可能是人们所能构建的最受挫折的2D磁系统
最近,一组特殊的kagome超导体引起了激烈的科学争论,一系列研究揭示了这些材料明显矛盾的性质现在,由德国马克斯·普朗克物质结构与动力学研究所(MPSD)科学家领导的一个国际研究小组成功地在没有外部扰动的情况下研究了这组戈姆材料中的一个成员,这是了解其内在电子基态的关键一步
当2D戈姆网络被组合成3D金属时,这些所谓的戈姆金属成为探索非平凡拓扑激发和强电子相关性之间相互作用的丰富试验台。此外,强烈的几何挫折阻碍了电子秩序的建立,因为多个可能的基态几乎在能量上退化,这意味着存在两个或多个几乎在能量相等的可能的电子基态
随着系统的能量尺度被电子关联进一步归一化,戈姆金属经常显示出相互交织的电子秩序,因为即使是微不足道的扰动也会极大地改变它们的物理性质
由于其结构组成和磁挫折,即使是看似微小的扰动,戈姆材料的性质也会产生非常强烈的反应。这种极端的可调谐性在一组kagome超导体AV3Sb5的最新进展中得到了有力的证明。这些材料在大约100摄氏度的温度下显示出电子有序,临界温度为~3K的超导基态。
除此之外,一组令人印象深刻的实验已经证明,这种材料中正在发生“其他事情”,通常与T'~30K的起始温度有关。科学家们正试图了解这些变化的本质以及它们发生的原因。到目前为止,这些研究结果一直存在公开的矛盾和激烈的争论
在他们最近发表的工作中,研究人员已经证明,乍一看,这种矛盾的文献状态是一种特征,而不是一种缺陷。这是AV3Sb5非常规基态的直接结果,其特征是多个交织的电子订单。因此,应变或磁场等外部扰动可能会使系统脱离其固有基态,从而导致有争议的实验观测结果
为了在没有扰动的情况下识别固有的电子基态,他们开发了一种基于聚焦离子束技术的新的无应变方法,以将AV3Sb5与热微分应变等扰动隔离开来
这些技术进步使该团队能够毫不含糊地揭示这些戈姆超导体中固有的电子基态,以及其对外部扰动的剧烈响应。他们的工作为戈姆金属中有争议的电荷顺序提供了一个统一的画面
kagome金属中易于操作的电子序突出了在微观尺度上进行材料控制的必要性,以识别量子材料中出现的对称性破坏。他们还指出了通往未来电子产品的激动人心的道路由于改变电子基态所需的扰动非常小,这项研究为基于量子材料中电子不稳定性的非平凡电子应用的长期提议提供了重要的见解。很明显,电子学会了随着戈姆结构中的许多曲调起舞
More information: Chunyu Guo et al, Correlated order at the tipping point in the kagome metal CsV3Sb5, Nature Physics (2024). DOI: 10.1038/s41567-023-02374-z
Provided by Max Planck Society
2024-03-12
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