最近,合作研究小组的强磁场科学中心,中国科学院合肥物质科学研究院,中国科技大学,复旦大学,田纳西大学利用强磁场和极低温度极端条件下研究三维电阻磁性材料的物理性质ZnCr2Se4。取得新进展。团队改进的磁温度相图ZnCr2Se4通过强磁场、直流/交流磁化率在低温下,导热系数和比热,发现磁磁场诱导量子相变。借量子临界尖晶石磁铁ZnCr2Se4发表在《物理评论快报》杂志上。

过渡金属氧化物,chalcogenites ACr2X4 (A =锌、Cd、Hg;X = O S Se)是一种典型的磁阻的平截头体系统。在低温下,这些材料有复杂的磁基态,并显示了磁磁场诱导部分磁化平台,零能模式和其他奇异的量子行为;此外,增加的应用磁场,还有一个待定ACCr2X4系统之间的螺旋旋转序列和完全极化状态。新阶段。对于这个不确定的新阶段,提出了两种可能的解释:伞状自旋状态或spin-liquid水晶阶段,两者都将摧毁spin-rotational对称。

为了探索这个未知的新阶段的物理本质,团队人员扩大了温度场的相图ZnCr2Se4材料通过测量极低温度下的物理特性和强大的磁场。实验证实,新阶段存在临界磁场HC2和正与其之间的关系。HC2逐渐向高场移动的温度降低,而正逐渐向低场移动,最终恰逢量子临界点,表明从一个螺旋旋转序列过渡到一个完全极化状态在绝对零度是一个量子相变。未知的新阶段HC2和HC3之间磁磁场诱导量子临界区(如图所示)。量子临界区有一个不寻常的关键模式无法解释的简单的伊辛或高斯关键模型;量子临界点附近(6.5 t) T2比热符合指数关系在极低的温度下,当传热表明,平均自由程不随温度改变。这项工作提供了一个新的想法解决量子临界行为的研究。

顾Chuanchuan强磁场中心和中国国家Chia中央研究院赵判断co-first作者,强磁场中心研究员杨Zhaorong和中国科学大学的教授太阳雪峰,复旦大学教授陈刚和田纳西大学的教授周Haidong作为本文的合著者。

上述研究结果已经由中国国家自然科学基金和国家重点研发项目。