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　　研究人員表示：“這是一個非?；镜慕Y(jié)果，因此很難預測結(jié)果會是什么或不會是什么，但可能性是令人興奮的?！薄?/p>

　　他說：“根據(jù)我們團隊成員的理論建模，看起來這種新材料具有有趣的磁性、軌道和電荷序財產(chǎn)，我們計劃對此進行進一步研究。”?？茖W家們認為，正是這些財產(chǎn)賦予了量子材料驚人的特性。

　　研究小組在今天發(fā)表在《自然》雜志上的一篇論文中描述了他們的工作。

　　高層建筑與八面體

　　這種人字形圖案的材料是 Jahn-Teller (JT) 效應在具有平坦平面格子的分層材料中的首次展示，就像一棟樓層間距均勻的高層建筑。

　　JT 效應解決了電子在接近離子時所面臨的困境——一個原子缺少一個或多個電子。

　　就像沿地面滾動的球會停在一個低點，電子會尋找并占據(jù)原子電子軌道中具有最低能量狀態(tài)的空位。但有時會出現(xiàn)兩個能量同樣低的空位。

　　Hwang說，如果離子在分子中或嵌入晶體中，JT效應會扭曲周圍的原子晶格，在最低能量狀態(tài)下只留下一個空位，從而解決電子的問題。

　　當整個晶格由JT離子組成時，在某些情況下，整個晶體結(jié)構(gòu)會發(fā)生扭曲，因此所有離子的電子困境都會得到協(xié)同解決。

　　Hwang說：“Jahn-Teller效應在電子之間以及電子和晶格之間產(chǎn)生了強烈的相互作用?！薄！斑@被認為在許多量子材料的物理學中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。”

　　JT 效應已經(jīng)在單分子和由以八面體或四面體結(jié)構(gòu)排列的離子組成的 3D 晶體材料中得到證實 。事實上，基于錳或銅的 JT 氧化物表現(xiàn)出 巨大的磁阻和 高溫超導性——這讓科學家們想知道基于其他元素或具有不同結(jié)構(gòu)的材料會發(fā)生什么。

　　在這項研究中，SIMES 研究人員將一種由鈷、鈣和氧制成的材料 (CaCoO 2.5 ) 轉(zhuǎn)變?yōu)閷訝畈牧?(CaCoO 2 )，這種材料具有不同的八面體層和四面體層堆疊，被稱為褐鎂石，其中 JT 效應可以抓住。他們使用 SIMES 幾年前開發(fā)的一種化學技巧來制造第一個氧化鎳超導體。

　　Kim合成了一層褐鎂鋁石薄膜，并用化學方法從其晶格中去除了單層氧原子，晶格塌陷并形成平坦的平面結(jié)構(gòu)，交替層包含帶負電的鈷離子(JT 離子)和帶正電的鈣離子。

　　Kim 說，每個鈷離子都試圖從其上方和下方的層中拉出鈣離子。

　　“相鄰層之間的這種拉鋸戰(zhàn)導致了一種美麗的扭曲模式，反映了發(fā)揮作用的力量之間最好、最和諧的妥協(xié)，”他說?！芭c其他材料相比，由此產(chǎn)生的晶格畸變是巨大的——相當于晶格中離子之間距離的 25%?！?/p>

　　Hwang 表示，研究團隊將使用 SLAC 和其他地方提供的 X 射線工具探索這種非凡的新電子配置?！拔覀冞€想知道如果我們可以摻雜這種材料會發(fā)生什么——用其他原子替換一些原子以改變可以自由移動的電子數(shù)量，”他說?！坝性S多令人興奮的可能性?！?/p>

　　來自康奈爾大學、韓國浦項加速器實驗室和橡樹嶺國家實驗室美國能源部科學辦公室用戶設施納米材料科學中心的研究人員為這項工作做出了貢獻。它獲得了美國能源部科學辦公室和戈登和貝蒂摩爾基金會的量子系統(tǒng)新興現(xiàn)象倡議的主要資助。

　　以上就是斯坦福大學制造出新型量子材料的相關(guān)內(nèi)容。如果您對美國留學感興趣，歡迎您在線或者添加微信Tops6868咨詢托普仕留學老師。托普仕留學專注美國TOP30名校申請，采用5v1服務模式，21步精細服務流程，硬性四維標準+六維背景提升等留學服務體系，為學生申請美國名校提供保障。