STD: Ученые создали квантовый кристалл и заставили электроны течь по-новому
Специалисты из Университета Ратгерса обнаружили новую форму материи, которая представляет собой квантовую фазу, известную как «квантовый жидкий кристалл». Эта фаза отличается от традиционных агрегатных состояний (твёрдое тело, жидкость, газ и плазма) и была обнаружена на границе двух необычных материалов: вейлевского полуметалла и магнитного изолятора, известного как «спиновый лёд».
Вейлевский полуметалл характеризуется наличием дираковских точек в электронном спектре, что делает его топологически нетривиальным материалом. Магнитный изолятор «спиновый лёд» демонстрирует фрустрацию магнитных моментов, что приводит к образованию квазичастиц, известных как магноны. На границе этих материалов электронные свойства вейлевского полуметалла претерпевают значительные изменения под влиянием магнитных характеристик спинового льда, что вызывает явление электронной анизотропии.
Читайте также
Электронная анизотропия проявляется в том, что материал начинает проводить электричество с различной эффективностью в зависимости от направления. В шести направлениях проводимость минимальна, а при увеличении магнитного поля электроны начинают двигаться только в двух противоположных направлениях, что свидетельствует о наличии дираковских конусов в спектре проводимости.
Результаты исследования открывают новые перспективы в области управления электронными свойствами материалов. Разработанный метод придания ферроэлектрических свойств обычным материалам может быть использован для создания сверхчувствительных квантовых датчиков магнитного поля, способных функционировать в экстремальных условиях, таких как космическое пространство или мощное промышленное и научное оборудование.
Таким образом, открытие квантового жидкого кристалла и изучение его свойств представляют собой значительный вклад в развитие современной физики конденсированного состояния и материаловедения, открывая новые горизонты для применения этих знаний в практических приложениях, пишет sciencexxi.
