原子之舞把水晶变“磁铁” -人生就是搏尊龙

日期： 2023-11-15

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来源：中国科学院

美国莱斯大学量子材料科学家发现，当原子做圆周运动时，它们也能创造奇迹：稀土晶体中的受到一种名为手性声子的螺旋形振动被激活时，水晶就会变成“磁铁”。相关研究发表在最新一期《科学》杂志上。

在实验中，研究人员需要找到一种方法来驱动原子晶格以手性方式移动。他们使用的声子频率大约为10。由于没有现成的光源，他们通过混合强烈的红外光和扭曲电场来与手性声子相互作用创造。此外，研究人员还采取了另外两个红外光脉冲，分别监测自旋和原子运动。

研究发现，将氟化铈暴露在超快光脉冲下，会使其原子“舞蹈”，这种“舞蹈”会瞬间激起电子的自旋，使它们与原子的自转保持一致。如果不用这种方式，则将需要强大的磁场来激活，因为即使在零度以下，氟化铈也是自然的，具有随机定向的自旋。

结果表明，瞬态磁化强度仅由与声子共振的脉冲激发，与声子的成正比，并在低温下随磁化率增长。这一观测结果在定量上与自旋—声子耦合模型相吻合，有助于未来在磁性和量子材料方面的进一步研究。

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