京都大学、茨城大学等研究小组首次观察到镱12硼化合物在强磁场中电阻和磁化率随磁场振动的现象(量子振动)。原本不允许电子流动的绝缘体。量子振荡是一种通常只在带电金属中观察到的现象,这表明在镱12硼化物中实现一种前所未有的电子状态的可能性,不能说是金属或绝缘体。
对“什么是金属”这个问题最简单、最准确的答案是“具有费米面的物质”。费米面是一个曲面,当所有电子从动量向量空间的低能态根据电子显示的费米统计量打包时,形成电子占据态和非所有电子态之间的边界。 .
费米面存在的最直接迹象是“量子振动”,其中电阻和磁化强度在强磁场中随着外部磁场的变化而周期性地移动。观察量子振荡表明费米面的存在,即金属态的实现,这是物理学中的一个普遍智慧。
然而,最近在被称为近藤绝缘体的物质之一的硼化钐 6 中观察到磁化的量子运动,尽管它是绝缘体,它引起了极大的关注。因此,本课题组对另一种近藤绝缘体——12硼化镱进行了研究。
结果,在国立强磁场研究所进行的高灵敏度磁化测量和精密电阻测量中,不仅观察到磁化,还观察到电阻中的量子振动。观察到这种“绝缘体的量子振动”是前所未有的,是颠覆传统观念的结果。
以这项研究为契机,有望在绝缘体方面取得新的发展。
纸张信息:[科学] 绝缘体电阻率的量子振荡