科技日报讯(记者张家欣)根据发表在最新一期《物理评论快报》上的论文,芬兰阿尔托大学用有机分子设计了迄今为止最小的量子磁体,首次在真实空间测量中展示了色散三重态激发。这种量子磁体为探索复杂的量子多体现象提供了强有力的平台。
量子材料是由微观层面的电子之间的相互作用决定的。这些电子关联导致不寻常的现象,如高温超导或复杂的磁态,而量子关联产生新的电子态。在两个电子的情况下,有两个纠缠态,称为单重态和三重态。给一个电子系统通电可以把它从单重态激发到三重态。在某些情况下,这种激发可以通过一种叫做三重态的纠缠波传播。这些激发在传统磁性材料中是不存在的,但在量子材料中测量它们仍然是一个挑战。
在这项新研究中,该团队使用有机小分子创建了一种具有不同寻常磁性的人工量子材料。使用非常简单的分子组件,研究人员以前所未有的方式设计并检测了这种复杂的量子磁体,揭示了在其独立部分没有发现的现象。证明了其组分的单重态-三重态激发可以作为三重态通过分子网络。
研究人员表示,他们已经证明可以在人造材料中创建一种奇怪的量子磁激励。该团队计划将他们的方法扩展到更复杂的构建模块,以设计其他奇异的磁激发和量子材料的排序。从简单的元件出发进行合理的设计,不仅有助于理解相关电子系统的复杂物理,也为设计量子材料建立了新的平台。
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