洛桑联邦理工学院 信用:彼得·萨尔迈 1973年，物理学家和后来的诺贝尔奖获得者菲利普·W
安德森提出了一种奇怪的物质状态:量子自旋液体(QSL)
与我们所知的日常液体不同，QSL实际上与磁性有关——磁性与自旋有关
无序电子自旋产生类星体 磁铁是由什么构成的？这是一个长期的谜，但今天我们终于知道磁性是由亚原子粒子的特殊性质产生的，比如电子
这种特性被称为“旋转”，最好的——但严重不足的——思考方式就像一个孩子的陀螺玩具
对磁性来说重要的是，自旋将一种材料的数十亿个电子中的每一个变成一个具有自己磁性“方向”的微小磁体(想想磁体的北极和南极)
但是电子自旋不是孤立的；它们以不同的方式相互作用，直到它们稳定形成各种磁性状态，从而使它们属于磁性材料
在传统磁体中，相互作用的自旋稳定，每个电子的磁方向对齐
这导致稳定的形成
但是在所谓的“受抑”磁体中，电子自旋不能稳定在同一个方向
相反，它们像液体一样不断波动——因此得名“量子自旋液体”
" 未来技术中的量子自旋液体 定量构效关系令人兴奋的是，它们可以用于许多应用
因为它们有不同的种类和不同的性质，量子阱可以用于量子计算、电信、超导体、自旋电子学(一种使用电子自旋代替电流的电子学变体)和许多其他基于量子的技术
但是在利用它们之前，我们首先必须对QSL国家有一个坚实的了解
要做到这一点，科学家必须找到按需生产定量构效关系的方法——到目前为止，这项任务被证明是困难的，因为只有少数材料作为QSL候选材料提供
复杂的材料可能解决复杂的问题 EPFL基础科学学院拉斯洛·福雷斯特实验室的彼得·萨尔迈和巴林特·纳弗莱迪领导的科学家们在PNAS出版了一本名为《QSL与BCO》的原创性很强的材料，并成功地制作和研究了这本书
该系统是由CNRS天使大学的帕特里克·巴塔尔小组设计和合成的
美国东部时间-BCO的结构使得创建一个QSL成为可能
电子在乙二胺四乙酸BCO中自旋形成三角形排列的二聚体，每个二聚体都有一个自旋1/2的磁矩，这意味着电子必须完全旋转两次才能回到它的初始构型
自旋为1/2的二聚体层被以手性双环辛烷为中心的羧酸根阴离子亚晶格分隔开
阴离子被称为“转子”，因为它们具有构象和旋转自由度
磁性系统中独特的转子组件使这种材料在QSL候选材料中显得特别，代表了一个新的材料家族
“由转子组件引发的微妙混乱给旋转系统带来了一个新的手柄，”萨尔迈说
科学家和他们的合作者采用了一系列方法来探索作为QSL候选材料的乙二胺四乙酸BCO:密度泛函理论计算、高频电子自旋共振测量(福雷斯特实验室的商标)、核磁共振和μ子自旋光谱学
所有这些技术都从不同的角度探索了乙二胺四乙酸BCO的磁性
所有的技术都证实了长程磁性秩序的缺失和QSL的出现
简而言之，美国东部时间-BCO正式加入了QSL材料有限的行列，并带我们进一步进入下一代技术
正如巴林特·纳弗莱蒂所说:“除了QSL国家的卓越展示之外，我们的工作具有高度相关性，因为它提供了一种通过定制设计的功能性转子分子获得额外QSL材料的工具
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