东北大学
二十面体准晶揭示长程磁有序
学分:东京科学大学 自从发现准晶体(QCs)以来，科学家们一直在寻找与它们的特殊结构相关的物理性质，QCs是在长程有序中模仿晶体但缺乏周期性的固体
现在，由东京科学大学领导的一个国际研究小组已经报道了具有二十面体对称性的QCs中的长程磁性有序，这种有序在一定温度下会转变成铁磁性
1984年，对一种铝锰合金的常规检查揭示了一种奇怪的异常，这种异常以前被认为是晶体学上不可能的——五重旋转对称
后来被授予诺贝尔奖的质量控制的发现表明，它的排序是“准周期的”，导致一些奇异的对称性在晶体中不存在
从那以后，量子化学一直是科学界非常感兴趣的课题
但是它们的潜在应用仍然不确定，因为没有观察到表明它们的长程准周期有序的物理性质，例如长程磁有序
直到现在，那是
在发表在《美国化学学会杂志》上的一项新研究中，由东京科学大学(TUS)田村龙治教授领导的全球科学家团队，多久·J
东北大学的佐藤和澳大利亚核科学技术组织和悉尼大学的马克西姆·阿夫迪耶夫教授报道了首次在二十面体准晶(即具有五重旋转对称性的QCs或QCs)中观察到长程铁磁有序
TUS田村实验室的成员石川明日香和铃木新太郎也为这个项目做出了宝贵的贡献
田村说:“铁磁i QCs的成功合成是我们实验室10多年研究的高潮，没有人知道它们会进一步揭示什么样的特殊行为，也不知道它们如何被用于技术进步，但现在我们终于迈出了第一步。”
阐明这些铁磁性量子点的性质将对科学的发展做出巨大贡献
" 磁性有序有四种主要类型:铁磁性、反铁磁性、顺磁性和抗磁性
在近似晶体(APs)中发现反铁磁和铁磁跃迁——这种晶体与相关的QCs具有某种相似的结构，可以使用常规技术进行研究——激发了研究小组寻找f或磁性有序的i QCs。在他们的研究中，研究小组制备了金(Au)、镓(Ga)和钆(Gd)以及金、镓和铽(Tb)的合金
使用常规的x光衍射，他们观察到金-镓-钆和金-镓-铽的二十面体准晶相的形成
然后，他们利用磁化率和比热测量研究了这两种离子液体的性质
他们发现这两种合金在23 K (Gd i QC)和16 K (Tb i QC)时都表现出铁磁相变，这是长程磁有序的标志
为了进一步验证这些结果，他们使用欧洲化学协会(澳大利亚国家标准组织)和ISSP-GPTAS(日本JRR-3)进行了中子衍射实验，并观察了不同温度下i QCs的中子衍射图
他们在各自的转变温度之下观察到了明显的布拉格峰，证实了离子量子阱的铁磁性
迄今为止，合成磁性量子阱的尝试都以“自旋玻璃样冻结”告终，其特征是无序的磁性状态
在这项研究中发现的长程铁磁有序的后果远远超出了材料物理性质的范围，并为定制磁性材料打开了大门
田村说:“铁磁QCs的晶体对称性比传统的周期性晶体高得多，这使得将它们作为超软磁性材料应用成为可能。”
人们花了几十年的时间才在量子计算机中发现长程磁有序
随着进一步的研究开辟道路，用不了多久世界就会明白他们的发现意味着什么
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