量子世界的惊喜：无序导致铁磁拓扑绝缘体

发布时间：2023-03-29 10:00:17 所属栏目：外闻来源：

导读：磁拓扑绝缘体是一类奇特的材料，它完全没有任何电阻地传导电子，因此这被认为是材料科学领域的一项重大突破。来自维尔茨堡和德累斯顿卓越集群 ct.qmat 的研究人员通过设计铁磁拓扑绝缘体 MnBi 在追求节能量子技术方面

磁拓扑绝缘体是一类奇特的材料，它完全没有任何电阻地传导电子，因此这被认为是材料科学领域的一项重大突破。来自维尔茨堡和德累斯顿卓越集群 ct.qmat 的研究人员通过设计铁磁拓扑绝缘体 MnBi 在追求节能量子技术方面取得了一个重要的里程碑。6特10来自锰碲化铋家族。

这种非凡的材料具有自己的内部磁场，为新型电子元件铺平了道路，这些电子元件可以磁性地存储信息并在没有任何阻力的情况下将其传输到表面上。这可能会使计算机更具可持续性和能源效率，从而彻底改变计算机。从那时起，全球的研究人员一直在积极研究这种有前途的量子材料的各个方面，渴望将它所有的潜能全部发挥出来。

基于先前发现的MnBi2特4，来自ct.qmat的一个团队现在已经设计了一种具有铁磁特性的拓扑绝缘体，称为MnBi6特10.在铁磁材料中，单个锰原子在磁性上平行排列，这意味着它们的所有磁矩都指向同一方向。相比之下，在其反铁磁性前身MnBi2特4，只有材料单层内的磁矩以这种方式对齐。因此，mnbi2特4具有一个非常有利的性质，即它们可以在任何方向上相互作用，而不会产生不希望的偏转。

晶体化学成分的微小变化具有重大影响，如铁磁拓扑绝缘体MnBi6特10表现出比其反铁磁前身更强、更强大的磁场。“我们设法制造了量子材料MnBi。6特10使得它在 12 开尔文处变成铁磁性。虽然-261摄氏度的温度对于计算机组件来说仍然太低了，但这是漫长的发展之旅的第一步，“维尔茨堡的Vladimir Hinkov教授解释说。正是他的团队发现，这种材料的表面表现出铁磁特性，使其能够传导电流而没有任何损耗，而其内部则不具有这一特性。

原子结构中的抗位点紊乱
当以伊萨耶娃为首的德累斯顿材料化学家煞费苦心地想出如何在类似于侦探工作的过程中生产晶体材料时，他们做出了惊人的发现。事实证明，一些原子需要从其原始原子层重新定位，这意味着它们必须将其天然排列留在晶体中。

研究人员目前正在努力在相当高的温度下实现铁磁性。他们已经取得了初步进展，达到了大约70开尔文。同时，需要提高表现出奇异量子效应的超低温，因为无损电流传导仅从1到2开尔文开始。

（编辑：汽车网）

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