في الآونة الأخيرة ، استخدم فريق البحث التعاوني التابع لمركز العلوم الميدانية المغناطيسي القوي التابع للأكاديمية الصينية للعلوم معهد هيفي لعلوم المواد ، وجامعة العلوم والتكنولوجيا في الصين ، وجامعة فودان ، وجامعة تينيسي ، المجال المغناطيسي القوي للغاية الظروف القاسية لدرجات الحرارة المنخفضة لدراسة الخصائص الفيزيائية للمواد المغناطيسية ثلاثية الأبعاد المقاومة ZnCr2Se4. حقق تقدما جديدا. قام الفريق بتحسين مخطط المرحلة المغنطيسية لدرجة حرارة ZnCr2Se4 عن طريق المجالات المغناطيسية القوية ، القابلية المغناطيسية DC / AC عند درجات الحرارة المبردة ، التوصيل الحراري ، والحرارة النوعية ، واكتشاف مرحلة الانتقال الكمي الناجم عن المجال المغناطيسي. تم نشر الحرجة الكمومية في Spinel Magnet ZnCr2Se4 في مجلة Physical Review Letters.
أكاسيد الفلز التي تمر بمرحلة انتقالية ، chalcogenites ACr2X4 (A = Zn ، Cd ، Hg ؛ X = O ، S ، Se) هي نوع نموذجي من نظام الاحتكاك magnetoresistive. في درجات الحرارة المنخفضة ، تحتوي هذه المواد على حالات أرضية مغناطيسية معقدة ، وتُظهر منصة مغنطة التجزيء المجزأة في المجال المغناطيسي ، وضعية الطاقة الصفرية وسلوك الكم الآخر الغريب ؛ بالإضافة إلى ذلك ، مع زيادة المجال المغناطيسي المطبق ، يوجد أيضًا نظام ACCr2X4 غير محدد بين تسلسل السبين الحلزوني والحالة المستقطبة تمامًا. مرحلة جديدة. بالنسبة إلى هذه المرحلة الجديدة غير المحددة ، تم اقتراح تفسرين محتملين: حالة الدوران الشبيهة بالشمولية أو الطور البلوري السائل - السائلي ، وكلاهما سيدمر التناظر الدوراني الدوار.
من أجل استكشاف الطبيعة الفيزيائية لهذه المرحلة الجديدة غير المعروفة ، قام فريق الباحثين بتوسيع مخطط مرحلة حقل درجة الحرارة لمواد ZnCr2Se4 من خلال قياس الخواص الفيزيائية تحت درجة حرارة منخفضة للغاية ومجالات مغناطيسية قوية. أكدت التجربة أن المرحلة الجديدة موجودة بين الحقول المغناطيسية الحرجة HC2 و HC3. يتحرك HC2 تدريجياً إلى الحقل المرتفع مع انخفاض درجة الحرارة ، بينما يتحرك HC3 تدريجياً إلى الحقل المنخفض ويتزامن في النهاية مع نقطة حرجة كمومية ، مما يشير إلى أن الانتقال من تسلسل دوران حلزوني إلى حالة مستقطبة تمامًا عند الصفر المطلق هو مرحلة كميّة انتقال. إن المرحلة الجديدة غير المعروفة بين HC2 و HC3 هي المنطقة الحرجة من حيث الكم المغناطيسي (كما هو موضح). هذه المنطقة الحرجة الكمية لها نمط حاسم غير عادي لا يمكن تفسيره بواسطة النموذج الحرج ISing أو غاوس البسيط. بالقرب من النقطة الحرجة الكمومية (6.5T) ، تتوافق الحرارة النوعية مع العلاقة الأسية T2 عند درجات حرارة منخفضة للغاية ، بينما يبين نقل الحرارة أن متوسط المسار الحر لا يتغير مع درجة الحرارة. يقدم هذا العمل فكرة جديدة لحل دراسة السلوك النقدي الكمي.
مركز قوي المجال المغناطيسي قو Chuanchuan وتشاينا الوطنية تشاينا سينيكا تشاو تشى يينغ المشارك المؤلف الأول ، قوي مركز الحقل المغناطيسي الباحث يانغ Zhaorong وجامعة الصين للعلوم أستاذ الشمس Xuefeng ، أستاذ جامعة فودان تشن قانغ وأستاذ في جامعة تينيسي تشو Haidong كما شارك المؤلف في المقالة.
وقد تم تمويل نتائج البحوث المذكورة أعلاه من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين ومشاريع البحث والتطوير الرئيسية الوطنية.