阿尔托大学
物理学家创造了一种新的超薄双层材料，这种材料具有通常需要稀土化合物的量子特性
信用:海卡瓦尔贾 物理学家创造了一种新的超薄双层材料，这种材料具有通常需要稀土化合物的量子特性
这种材料相对容易制造，不含稀土金属，可以为量子计算提供一个新的平台，并推进非常规超导和量子临界的研究
研究人员表明，从看似普通的材料开始，可以出现一种全新的物质量子状态
这一发现源于他们创造量子自旋液体的努力，他们可以用这种液体来研究新出现的量子现象，如规范理论
这包括制造单层原子级薄二硫化钽，但是该工艺也产生由两层组成的岛
当研究小组检查这些岛屿时，他们发现两层之间的相互作用引发了一种被称为近藤效应的现象，导致物质的宏观纠缠状态产生了重费米子系统
近藤效应是磁性杂质和电子之间的相互作用，导致材料的电阻随温度变化
这导致电子表现得好像它们有更多的质量，导致这些化合物被称为重费米子材料
这种现象是含有稀土元素的材料的特征
重费米子材料在前沿物理的几个领域都很重要，包括量子材料的研究
“研究复杂的量子材料受到天然化合物性质的阻碍
我们的目标是生产人工设计的材料，这些材料可以很容易地在外部进行调整和控制，以扩大可以在实验室中实现的奇异现象的范围，”彼得·利杰罗斯教授说
例如，重费米子材料可以充当拓扑超导体，这可能有助于构建对环境噪声和扰动更鲁棒的量子比特，从而降低量子计算机中的错误率
Liljeroth团队的博士生、该论文的第一作者Viliam Vaňo解释说:“在现实生活中创造这一点，将受益于一个可以很容易地集成到电子设备中并进行外部调谐的重费米子材料系统。”
虽然新材料中的两层都是硫化钽，但它们的性质有细微但重要的区别
一层表现得像金属，传导电子，而另一层具有结构变化，导致电子被定位成规则的晶格
两者的结合导致了重费米子物理的出现，这两层都没有单独展示出来
这种新的重费米子材料也为探测量子临界性提供了强有力的工具
何塞·拉多教授解释说:“当这种材料开始从一种集体量子态转移到另一种量子态时，例如，从一个规则的磁体转移到一种纠缠的重费米子材料，它就可以达到量子临界点。”
“在这些状态之间，整个系统至关重要，对最微小的变化做出强烈的反应，并提供一个理想的平台来设计更多奇异的量子物质
" “未来，我们将探索系统如何对每一层相对于另一层的旋转做出反应，并尝试修改层与层之间的耦合，以将材料调整到量子临界行为，”Liljeroth说
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