由物理学助理教授Fazel Tafti领导的团队创造了一种难以捉摸的蜂窝状结构材料,能够抑制其中的磁性,从而产生一种称为“旋转液体”的化学实体,长期以来一直被认为是自由流动的门户。根据化学学会杂志的一篇新报告,量子计算的特性 。
第一的,其独一无二的铜iridate金属氧化物的Cu 2的IrO 3 -是其中天然磁性顺序被打乱,称为几何不稳定性的状态下,所述Tafti,该研究的主要作者 的Cu 2的IrO 3:一个在化学学会杂志的在线版中报道了 新的磁性挫败蜂窝状铱酸盐。
铜iridate是一种绝缘体 – 它的电子固定在固体中 – 但它们仍然可以传输称为“旋转”的磁矩。材料中自由旋转的传输允许量子信息的流动。
由Cal Tech物理学教授阿列克谢·基塔耶夫(Alexei Kitaev)于2006年提出的Kitaev模型指出,六角形蜂窝结构提供了一种有希望的几何挫折途径,因此也提供了量子旋转液体。
为了实现Kitaev的模型,只有两个蜂窝晶格已经成功开发:一种碘化锂(Li 2 IrO 3)和一种环己酸钠(Na 2 IrO 3)。Tafti与波士顿学院博士后研究人员Mykola Abramchuk以及Jason W. Krizan,BC化学兼职化学教授兼高级化学实验室主任共同撰写了论文,但由于磁性排序,两者均无法实现理想的旋转液体。 Kenneth R. Metz,以及哈佛的David C. Bell和Cigdem Ozsoy-Keskinbora。
Tafti和他的团队由于其理想的原子尺寸(锂和钠之间)而转向铜。他们在X射线晶体学中的研究发现,在锂和钠的硅酸盐中形成的蜂窝中存在细微的缺陷。该团队将铜替换为钠,Tafti称之为相对简单的“交换”反应。Tafti说,这项努力产生了第一种铜和铱的氧化物。
“铜非常适合蜂窝结构,”Tafti说。“蜂窝结构几乎没有变形。”
在Kitaev最初预测蜂窝晶格上的量子自旋液体十年后,来自波士顿学院的年轻科学家团队成功地制作了几乎完全符合Kitaev模型的材料,Tafti说。
他说,Tafti的实验室将追求“交换”化学路径,以制造具有更多异国磁性的新型蜂窝材料。