由东京大学的 Satoshi Nakatsuji 教授领导的一个研究小组与 RIKEN 合作,在世界上首次通过实验在磁性材料(三价锰 Mn3Sn)中发现了 Weil 粒子。我们在世界上首次发现了一种不同于传统铁磁体和反铁磁材料的新型磁性材料——“威尔磁性材料”。

 “威尔粒子”是质量为零的粒子,1998年确认候选中微子的质量存在。然而,2015年,在固体非磁性物质(砷酸钽)中发现了非磁性Weil粒子。另一方面,由于最初预测存在的磁性Weil粒子可以被外部磁场控制,因此它们对于设备应用是必不可少的,并且在世界范围内展开了激烈的搜索竞争。

 本次研究发现的Weil粒子是利用物质的磁性产生的“磁性Weil粒子”,与传统非磁性材料中发现的Weyl粒子有着完全不同的表达机制。这一发现意味着Mn3Sn是一种新型磁性材料“Weil磁性材料”,可以在外部磁场的控制下自由操纵零质量的磁性Weil粒子。通过简单地向 Weil 磁性材料施加一个小磁场,就可以控制由磁性 Weil 粒子产生的巨大磁场(物质中传导电子所感受到的虚拟磁场)。

 这种 Weil 磁性材料可以在室温下表现出具有新量子功能的独特材料特性。可以在没有磁场的情况下产生巨大的“霍尔电压”,或者在固体中产生与磁场相同方向的电流。还发现磁性Weil粒子产生的巨大磁场在这种材料中观察到的巨大磁传输现象和热电效应中起着重要作用。

 未来,预计将利用Weil粒子的量子力学特性开发具有新功能的创新下一代设备。

纸张信息:[自然材料] 相关金属中磁性外尔费米子的证据

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东京大学成立于1877年(明治10年),由东京开成学校和东京医学院合并而成。自成立以来,它作为日本领先的大学和东西方文化融合的学术中心,以世界上独特的方式发展了教育和研究。因此,在广泛的领域产生了许多人力资源,许多研究成果 […]

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