帖子
勛章
關(guān)注
任務(wù)
強(qiáng)磁場(chǎng)下關(guān)聯(lián)電子晶體研究取得進(jìn)展 固態(tài)物質(zhì)既有玻璃態(tài)又有晶體態(tài)。玻璃態(tài)是無(wú)序的，長(zhǎng)程有序化就成了晶體態(tài)，這些態(tài)除了原子組成的晶格態(tài)，還有電子-電子、電子-晶格作用形成的電子態(tài)。而且，電子的電荷、自旋和軌道三種自由度能夠各自或同時(shí)形成物態(tài)。和晶格一樣，電子多重自由度的短程有序可以形成電子玻璃態(tài)，而長(zhǎng)程有序則能形成晶體態(tài)，也就是電子晶體。原子晶體以及個(gè)別電子相單晶已經(jīng)被廣泛研究，有宏觀的，也有微觀層面的。而對(duì)于有些電子單晶以及多重量子序電子單晶，則研究較少。由于測(cè)量參數(shù)的缺失與實(shí)驗(yàn)條件的限制，從微觀層面上探索電子序單晶尤其是多重量子序電子單晶十分困難，盡管他們對(duì)于深入理解量子序及其物性有著重要意義。 強(qiáng)磁場(chǎng)中心盛志高低維材料磁光團(tuán)隊(duì)與日本理化學(xué)研究所、美國(guó)斯坦福大學(xué)合作，于2015年首次從實(shí)空間角度，實(shí)時(shí)觀察到了關(guān)聯(lián)電子薄膜中的電子玻璃態(tài)，不僅驗(yàn)證了其中的弛豫行為、冷卻過(guò)程依賴(lài)特性，而且從圖像及數(shù)值上揭示了電子玻璃態(tài)的各態(tài)遍歷機(jī)制（Phys. Rev. Lett. 115, 265701 (2015)）。在此工作基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)與強(qiáng)磁場(chǎng)中心陸輕鈾掃描探針顯微團(tuán)隊(duì)緊密合作，聯(lián)合日本理化學(xué)研究所、中科院固體所、東南大學(xué)等相關(guān)課題組，經(jīng)過(guò)多維度調(diào)控，在錳氧化物薄膜中實(shí)現(xiàn)了第一個(gè)高溫的關(guān)聯(lián)電子晶體（區(qū)別于極低溫下的Wigner晶體）；并采用強(qiáng)磁場(chǎng)中心自主研制的20T強(qiáng)磁場(chǎng)磁力顯微鏡，在實(shí)空間中直接觀察到了多重量子序電子單晶及其動(dòng)力學(xué)行為，包括電子單晶的形核、生長(zhǎng)、弛豫、融化等過(guò)程。這一結(jié)果不僅為人們深入理解電子相中多種自由度的耦合與競(jìng)爭(zhēng)提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，而且為人們從微觀角度認(rèn)識(shí)和操控電子相，尤其是多重電子相提供了機(jī)遇。  關(guān)聯(lián)電子晶體在強(qiáng)磁場(chǎng)下的磁力顯微圖像（左）與對(duì)應(yīng)的電子態(tài)示意圖（右），其中，電子晶體的邊界方向與電子的多自由度共同程序的方向高度吻合。 該工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)專(zhuān)項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金委、中科院大科學(xué)中心項(xiàng)目資助。 論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.8b04057 |
