強磁場誘導準二維CDW導體的磁相變與量子振盪研究

《強磁場誘導準二維CDW導體的磁相變與量子振盪研究》是依託華中科技大學，由王俊峰擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：強磁場誘導準二維CDW導體的磁相變與量子振盪研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王俊峰
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

相變和巨觀量子現象均起源於物質內部微觀運動狀態的變化，是當前凝聚態物理研究的前沿熱點。強磁場作為極端實驗條件是揭示物質微觀信息的重要工具，它可以和電子、自旋相互作用從而誘導物質產生相變和巨觀量子效應。低維強關聯電子系統的強磁場研究是一個極富成效和充滿活力的課題。本項目擬利用脈衝強磁場和低溫實驗條件對準二維電荷密度波（CDW）材料開展研究：通過強磁場下的電阻、磁化強度、反射光譜測量，研究強磁場導致的各種磁相變行為和Shubnikov de-Haas量子振盪效應。通過本項目，能夠深刻地揭示準二維CDW系統的相變機制、電聲耦合、費米面拓撲結構等性質，而且可以探索研究新的具有奇特性質的磁場誘導的電子態。

結題摘要

本項目利用脈衝強磁場和極低溫實驗條件對兩類準二維強關聯材料開展了強磁場誘導的量子相變和量子振盪效應研究。我們採用電解還原法合成了準二維電荷密度波導體KMo6O17和NaMo6O17。通過強磁場下的磁電阻和霍爾電阻研究，我們觀察到豐富的磁相變以及強磁場誘導的反常量子振盪現象。我們對電輸運實驗結果進行了數據擬合分析，並提出了一種與套疊空穴口袋相關的磁擊穿模型來解釋該反常量子振盪現象。初步的研究結果已經投稿到Physical Review B上正在修改。我們採用助熔劑法合成了準二維磁性阻挫系統Ni3V2O8和Co3V2O8，通過強磁場下的磁化強度和電極化特性研究，我們觀察到豐富的強磁場誘導的磁相變，首次得到了該體系的完整磁相圖，並觀察到強磁場誘導的多鐵特性。特別是，我們在強磁場下清晰的觀察到量子化的1/2磁化平台，以及2/3，3/4，8/9等一系列的量子化轉變。理論和計算工作預言在二維Kagome晶格中只能觀察到1/3磁化平台。我們的研究結果將會為以後的理論和計算工作帶來新的挑戰。初步的研究成果以快速通訊的形式發表，見Physical Review B (Rapid Communications) 84, 220407(R) (2011)。