도호쿠 대학의 야마모토 묘 조교 등의 연구 그룹 사용하여 발견했다.양자 컴퓨터 등에의 응용이 기대된다.

 천연 광물의 다양한 결정 구조는 성질의 다양성으로 이어지기 때문에 자성은 관심을 끌었다.신광물은 일본 국내에서 140종류 이상 발견되고 있지만, 샘플의 희소함으로부터 고체물리학의 관점에서 물성연구를 한 예는 적다.일견석은 세계에서도 오카야마현 다카하시의 후가 광산에서만 산출하는 대표적인 일본산 신광물.결정은 짙은 감색과 어두운 색으로, 자성을 담당하는 XNUMX가의 구리 이온이 왜곡된 XNUMX차원 정방 격자를 만들기 위해, 연구 그룹은 저차원성을 가지는 자성체로서 주목했다.

 이번에, 방사광 X선 회절을 실시한 결과, 일견석이 종래의 보고와는 다른 결정 구조를 가지는 것이 판명.결정된 결정구조와 이에 기초한 이론계산으로부터, 일견석은 양자역학적 변동(열이 아닌 양자역학적 효과에 의한 자기 스핀의 변동)이 강하게 나타나는 자기 스핀 격자의 성질을 갖는 것을 알았다.

 자화 측정과 극저온까지의 비열 측정을 실시한 결과, 일견석은 인접하는 자기 스핀끼리가 반평행에 늘어놓고자 하는 힘(반강자성 상호작용)이 있지만, 제로 자기장에서는 절대 온도 0.2도 그리고 극저온까지 스핀이 정렬되는 자기 질서가 발생하지 않았다.일견석의 결정 구조와 자기 스핀 격자의 기하학적 특징으로 생기는 양자 역학적 변동이 자기 스핀의 질서화를 억제한 것으로 생각된다고 한다.

 이번 연구는 드물기 때문에 자성 연구 예가 적은 '일본산 신광물'에 주목한다는 새로운 시점에서 이루어졌다.향후 양자 컴퓨터 등에의 응용이나 새로운 물리 현상의 발견이 기대된다고 한다.

※그 밖에 오카야마 대학, 도쿄 공업 대학, 고에너지 가속기 연구 기구, 후쿠이 대학, 가나가와 현립 산업 기술 종합 연구소가 참가하고 있다.

논문 정보:【Physical Review Materials】Quantum spin fluctuations and hydrogen bond network in the antiferromagnetic natural mineral henmilite

대학 저널 온라인 편집부

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