材料學家在類準晶體的特殊結構中發現了獨特的反鐵磁轉變。
在材料科學的世界裡，「晶體」這一概念對科學家來講並不陌生。晶體是一種高度有序的結構，其原子以周期性方式緊密排列。然而，了解準晶體的人就相對較少了。準晶體是一種有別於晶體的獨特結構，其原子排列方式很奇特：雖然原子排列也很緊密，但它還具有一種五邊形對稱性。因此，準晶體的原子排列雖然是高度有序的，但卻不具有周期性。獨特的結構使準晶體具備了獨特的性能，例如高穩定性、高耐熱性和低摩擦性。
自科學家發現準晶體以來，他們一直在努力了解其特性。然而，準晶體在自然界中很少見，研究準晶體並非易事。幸運的是，科學家們已經能夠利用「tsai型近似物」研究準晶體的反鐵磁性等諸多特性。近似物的反鐵磁性與準晶體類似，其磁矩是以周期順序排列的，與傳統反鐵磁體有顯著區別。
eurekalert.org網站11月27日報導，日本東京科技大學Ryuji Tamura教授團隊首次在tsai型近似物中發現了反鐵磁轉變。tsai型近似物有兩種變體：1/1和2/1近似晶體相。兩者之間的差異在於，2/1近似晶體相包含一個額外的菱面體單元，這使得其有序度更高，與準晶體的結構更相似。Tamura教授說：「科學家們已經在1/1近似晶體相中發現過反鐵磁轉變。而我們首次在2/1近似晶體中觀察到了這種現象。這說明，準晶體中很可能也存在類似情況。」
為了更深入地研究2/1近似晶體相的磁性，科學家製造了包含1/1和2/1近似晶體相的金屬合金，並用超導量子幹涉裝置（SQUID）研究了近似物出現反常磁性能的條件。他們發現，正是電子原子比這個單一的參數決定了反鐵磁性在兩種近似晶體相中的存在性。Tamura教授認為，研究人員可以參考2/1近似晶體相製造準晶體。他總結說：「反鐵磁準晶體的神秘面紗幾乎從未被揭開過。我們的發現有望對準晶體的解密產生巨大的推動作用。」
科界原創
編譯：雷鑫宇
審稿：三水
責編：唐林芳
期刊來源：《物理評論B輯》
期刊編號：2469-9950
原文連結：
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-11/tuos-nss112619.php
版權聲明：本文由科界平臺原創編譯，中文內容僅供參考，一切內容以英文原版為準。轉載請註明來源科技工作者之家—科界App。