您當前的位置 ：熱點 >
中國科研團隊發現拓撲激發巨大磁卡效應 提出一種極低溫制冷新機理
記者9月13日從中國科學院大學(國科大)獲悉，中國科研團隊運用先進的有限溫度張量網絡態方法，經大規模計算完整地給出鐵磁與反鐵磁情形下吉塔耶夫(Kitaev)蜂巢晶格模型的溫度-磁場相圖，研究發現由拓撲激發所引發的巨大磁卡效應，并提出一種無需利用液氦的極低溫制冷新機理。
這項基礎物理研究領域重要研究成果，由國科大蘇剛教授團隊和中國科學院理論物理研究所李偉研究員團隊合作完成，為吉塔耶夫磁體可能的應用指明了新方向，相關研究論文已在國際學術期刊《自然-通訊》發表。
本次研究的吉塔耶夫蜂巢晶格磁體的拓撲激發制冷機制示意圖。國科大/供圖
研究團隊介紹說，在部分順磁鹽中，學界發現其自由磁性離子會引發顯著的磁卡效應，可利用順磁鹽水合物通過絕熱去磁來達成亞開溫區的低溫制冷，當前傳統的絕熱去磁制冷大多采用這一技術路線。不過，盡管利用順磁鹽制冷的效率較高，然而順磁鹽存在磁性離子密度較低、含水結構導致的化學穩定性較差、熱導率較低以及具有腐蝕性等固有缺陷，這在很大程度上限制了順磁鹽作為制冷工質在實際應用中的表現。
阻挫量子磁體通常具備較高的磁性離子密度、強烈的自旋漲落以及磁激發帶來的增強熱導等，并且材料結構穩定，可作為新型的磁制冷工質，有望實現極低溫的固態制冷。吉塔耶夫量子自旋液體由于阻挫效應與量子漲落的共同作用，即便在遠低于相互作用能標的低溫甚至零溫時也不會形成磁有序，其低能拓撲激發會攜帶巨大的低溫熵，通過外場的有效調控能夠實現顯著的磁卡效應，進而實現拓撲激發極低溫制冷，這為探索新型固態制冷機制可開辟一條新途徑。
基于此，研究團隊利用自行開發的精確高效有限溫度張量網絡態方法，經大規模計算系統地給出了鐵磁及反鐵磁吉塔耶夫蜂巢晶格阻挫模型的溫度-磁場相圖。他們研究發現，鐵磁系統在中間溫度區間的分數液體相存在顯著的磁卡效應。進一步通過熱力學計算發現，在反鐵磁情形下，其展現出巨大的低溫熵以及更為顯著的磁卡效應，通過絕熱去磁能夠實現極低溫固態制冷。
研究結果表明，該系統中的制冷機制不同于傳統磁熱效應中單個磁矩隨外場變化而帶來的磁熵變，這是一種由系統中的拓撲激發及演生規范場等集體激發所引發的新型磁卡效應，被命名為拓撲激發磁卡效應。
隨后，研究團隊還對吉塔耶夫磁體的候選材料如何實現拓撲激發磁卡效應進行研究，通過探討材料中可能存在的海森堡等非吉塔耶夫相互作用對磁卡效應的影響，發現系統的自旋分數化現象和拓撲激發穩定地存在于一定的能量/溫度范圍，由拓撲激發所引起的磁卡效應具有魯棒性。
研究團隊總結說，這項研究表明，吉塔耶夫量子磁體不僅在實現拓撲量子計算方面具有重要的科學價值，而且在無液氦極低溫固態制冷領域同樣具有潛在的廣闊應用前景。
關鍵詞：
返回本網站首頁 [責任編輯：ruirui]
- 中國科研團隊發現拓撲激發巨大磁卡效應 提出一種極低溫制冷新機理(2024-09-13)
- 退役軍人葉維法的“英雄夢” 屢次海上拯救溺水者(2024-09-13)
- 田園風光里的山西太谷：農旅融合熱 景景促振興(2024-09-13)
- 郁江2024年第1號洪水洪峰向中下游推進(2024-09-13)
- 乘“數”而上 為婦女事業發展注入上合“她力量”(2024-09-13)
- 中國科研團隊發現拓撲激發巨大磁卡效應 提出一種極低溫制冷新機理(2024-09-13)
- 退役軍人葉維法的“英雄夢” 屢次海上拯救溺水者(2024-09-13)
- 田園風光里的山西太谷：農旅融合熱 景景促振興(2024-09-13)
- 郁江2024年第1號洪水洪峰向中下游推進(2024-09-13)
- 乘“數”而上 為婦女事業發展注入上合“她力量”(2024-09-13)
- 廣西貴港發布洪水橙色預警 200多名武警官兵緊急固堤(2024-09-13)
- 探訪西藏邊境學校：潤物無聲的民族團結情(2024-09-13)
- 今（13）日12時起 海南海口市域列車恢復運行(2024-09-13)
- 新客規實施！火車票如何改簽？一文了解(2024-09-13)
- 廣州構建低空飛行起降點“一張網”(2024-09-13)
- 長江三峽文旅融合的“破圈”之路(2024-09-13)
- 中國大企業內生發展動力不斷蓄積(2024-09-13)
- 廣東預計中秋假期鐵路日均客運量同比增長近五成(2024-09-13)
- 廣州東部公鐵聯運樞紐冷鏈項目預計明年6月開始交付(2024-09-13)
- 廣西南寧搭建海外英才“比武臺” 打造聚才“強磁場”(2024-09-13)
- 全國首趟“越滇蓉歐”全鐵貨運班列從成都發車(2024-09-13)
- 2024年上半年市場監管部門嚴厲打擊侵權假冒取得成效(2024-09-13)
- 京津冀聯合發布規范中秋國慶節日市場價格行為提醒告誡書(2024-09-13)
- 臺風“摩羯”后，郵儲銀行金融服務暖人心(2024-09-13)
- 國家藥監局：截至7月底，全國化妝品生產企業有5846家(2024-09-13)
- 進出口銀行重慶分行：強化金融服務創新 持續賦能“小巨人”(2024-09-13)
- 微信刷掌境外首發落地澳門，創新服務助力灣區消費數字煥新(2024-09-13)
- 加快發展工業互聯網 促進數實經濟深度融合(2024-09-13)
- 百度梁志祥：智能體讓營銷更簡單(2024-09-13)
- 2024年國家網絡安全宣傳周網絡安全博覽會暨網絡安全產品和服務供需洽談會現場探秘(2024-09-13)
- AI概念板塊上半年研發投入逾千億元(2024-09-13)
- OpenAI尋求新一輪融資(2024-09-13)
- AI芯片獨角獸壁仞科技啟動上市輔導 曾刷新全球算力紀錄(2024-09-13)
- 國家數據局發布城市全域數字化轉型典型案例(2024-09-13)
- 業績承壓 三星電子計劃全球大規模裁員(2024-09-13)
熱點排行
- 1 首批試點銀行機構達57家！深圳實施知識產權質押登記線上辦理
- 2 全面提速粵港澳大灣區244項能源保供重點工程 預計2025年全面建成投產
- 3 珠海洪鶴大橋、鶴洲至高欄港高速7月9日起將正式收費
- 4 一鍵發送健康提醒！粵省事APP讓團體防疫“指尖管”服務更便捷
- 5 精準對接深度參與鄉村振興！廣東將持續推進社會幫扶工作
- 6 為增強消費者對小區車位選購消費的認知 廣東消委會發出消費提示
- 7 粵港澳大灣區內地指定醫療機構“非首次申報”指南發布
- 8 粵西和珠三角西部市縣有大雨 局部暴雨或大暴雨
- 9 到2022年底 DRG/DIP支付方式將覆蓋廣東所有開展住院服務的定點醫療機構
- 10 日均發送1.2萬人次！廈深鐵路潮汕站暑運預計發送74萬人次
關于我們| 客服中心| 廣告服務| 建站服務| 聯系我們
中國焦點信息網 版權所有 滬ICP備2022005074號-20，未經授權，請勿轉載或建立鏡像，違者依法必究。