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锂锇氧化物新材料

时间:2018-05-03  来源:国防科技信息网   发布:高端装备网 
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  由美国俄勒冈州立大学制备的新材料,是通向下一代超级计算机的关键一步。

  量子计算机将以更低能耗、更快速度工作,能解决现有计算机无法实现的问题。

  俄勒冈州立大学科学院的研究人员开发出一种无机化合物,它采用的晶体结构可以保持量子自旋液体,这是量子计算的重要进展。

  在新的化合物中,锂锇氧化物,锇原子形成一种蜂窝状晶格,产生一种称为“磁阻挫”的现象,如凝聚态物理理论家预测的那样,这种现象可能导致量子自旋液体。

  通讯作者Mas Subramanian,俄勒冈州立大学材料科学系Milton

  Harris教授解释说,在像罗盘针那样的永磁体中,电子以对准的方式旋转——也就是说,它们都以相同的方向旋转。

  Subramanian说:“但在受挫的磁铁中,原子排列使得电子自旋不能实现有序排列,而是处于不断波动的状态,类似于离子如何出现在液体中。”

  俄勒冈州立大学发现的氧化锇锂即使在冻结到接近绝对零度时也没有磁有序的证据,这表明化合物可能存在潜在的量子自旋液态。

  苏布拉马尼亚说:“我们对这一新发现感到兴奋,因为它扩大了新的量子自旋液体材料的范围,这可能会改变我们处理和存储数据的方式。”“迄今为止,量子自旋液体现象在很少的无机材料中被检测到,一些含有铱。锇与元素周期表中的铱紧邻,并具有形成能够维持量子自旋液态的化合物的所有正确特征。”

  加利福尼亚大学圣克鲁兹分校凝聚态物理学家阿瑟拉米雷斯是该论文的作者之一,他指出这种化合物是第一种含锇的蜂窝状结构材料。预计,未来会受到更多关注。

  拉米雷斯还指出,这项研究表明多学科协作的重要性,涉及材料化学家和凝聚态物理学家,从事合成、理论和测量,以解决像量子自旋液体这样的新兴科学。

  下一步,研究团队将探索用锇创建各种完美有序的晶体结构。

  美国国家科学基金会正在通过其DMREF计划资助研究:设计材料以革新和设计我们的未来。研究成果发表在《科学报告》中。

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