作者:英格丽德·法德利
（同organic）有机 信用:Knafo等
二硫化铀是一种属于重费米子化合物家族的金属
g
磁性和超导性)可以竞争或共存
这些金属表现出易于调整的小能量尺度，这一特性使它们成为测试新物理概念的理想材料
例如，研究人员经常使用这些化合物来测试与量子相变、量子临界性和非常规超导性相关的理论
研究重费米子金属可能最终会揭示其他相关电子材料的新物理性质，这些材料已经显示出广泛的应用前景，例如高温超导体
法国国家强磁场实验室(CNRS)和格勒诺布尔阿尔卑斯大学的一个研究小组与日本冈山大学和东北大学的研究人员合作，最近在高压和强磁场的组合下对二氧化铀进行了系统研究
他们发表在《自然物理》杂志上的论文描绘了迄今为止人们还不太了解的材料中的一个相，描绘了一个复杂的三维相图
开展这项研究的研究人员之一威廉·克纳福对《物理》杂志说:“二硫化铀的情况非常特殊。”
（同organic）有机
“在这个系统中存在着一个神秘的阶段，但是迄今为止还没有确定，尽管已经进行了30多年的研究，发表了数百篇关于这个主题的科学论文
在二硫化铀中识别这种“隐序”仍然是固态物理中最具挑战性的问题之一
" Knafo和他的同事们没有试图直接理解URu2Si2中神秘的“隐藏顺序”阶段，而是想收集新的元素，这些元素最终将有助于未来的探索
更具体地说，他们的目标是确定三个参数的组合(即
e
磁场、压力、温度)影响隐序相，并使材料中的其他量子相稳定
信用:Knafo等
“我们的实验是目前通过结合三种极端条件(高磁场、高压和低温)可以完成的最先进的实验，”克纳弗说
“我们在法国国家磁场实验室的脉冲场所在地——图卢兹——产生了高磁场，该实验室又属于欧洲磁场实验室
" 在他们的实验中，Knafo和他的同事们产生了高达60特斯拉的脉冲磁场，大约是地球磁场的100万倍
这些脉冲的总持续时间为300毫秒
然后，研究人员使用一个由电容器组组成的发电机来产生几千安培的电流，并将其传送到一个电阻磁铁上，该发电机的最大能量为14兆焦耳，但充电时为3兆焦耳
目前，世界上只有几个设施，位于洛斯阿拉莫斯(美国
S
)，东京(日本)，德累斯顿(德国)，武汉(中国)和图卢兹，都配备了必要的工具进行研究，涉及这种强度的磁场
“我们使用了一个测压元件，它可以在温度低至1摄氏度的标准氦低温恒温器中获得高达4千兆帕斯卡(比大气压高4万倍)的压力
4开尔文，即1
绝对零度以上4度(-273
15°C)，”Knafo说
“我们对两个小样本进行了电阻测量，这两个小样本安装在测压元件中心直径为1毫米的孔内
一个样品是被研究的材料二氧化硅，而第二个样品是压力计
" 最后，研究人员焊接了四个微小的电触点(我
e
直径为15微米的导线)到它们的二硫化铀样品上
这最终允许他们测量材料的电阻
为了确保脉冲磁场实验的成功，他们使用的样品和导线必须仔细准备
信用:Knafo等
“我们研究的主要成果是确定了二硫化铀的三维相图，其中三维是磁场、压力和温度，”Knafo说
“我们不仅得到了隐序相的边界，还得到了系统中其他量子相的边界:自旋密度波、反铁磁、极化顺磁性等
" 研究人员观察到，在高压下，场诱导的自旋密度波和隐序相从二硫化铀中消失，但它表现出反铁磁性
此外，他们表明，材料中的大量相界是由特定参数的场和压力依赖性控制的
Knafo和他的同事们收集的发现设定了新的约束条件，这些约束条件最终可以为现有的或新出现的关于电子关联和有序相的理论提供信息
更具体地说，他们论文中概述的三维相图可能是试图模拟和理解材料难以捉摸的隐藏有序相的重要一步，这反过来可能有助于揭示新的物理
“我们现在将继续我们对重费米子材料的研究，”Knafo说
“我们目前的工作集中在新材料UTe2上，在那里观察到了一种壮观而罕见的现象:磁场诱导的超导性
这个新系统是重费米子材料中磁性和超导性之间相互作用的最好例证之一
"
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
