《科学》发表上海大学量子物质研究突破性成果

科普小知识2022-08-03 21:51:59

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上海大学的曹世勋教授的团队和美国莱斯大学的河野教授的团队首次发现了迪克在凝聚态磁系统中的协同作用，而迪克的协同作用只存在于量子光学和冷原子领域。这一发现将有助于提高对磁性现象的理解。8月24日，这一重大突破发表在《科学》杂志上。

据介绍，这一成果是基于曹世勋团队成功生长和表征的不同浓度稀土Y3+掺杂铒铁氧体(ErFeO3)的高质量单晶系列样品和系统的物理性质测量的实验研究。通过实验和理论相结合的深入研究，发现固体中稀土铒离子自旋系综和铁离子磁振子之间的协同耦合效应表现为真空拉比分裂。

研究人员重点研究了太赫兹波在强磁场、极低温度和不同掺杂浓度下的吸收光谱，证实了Er3+电子顺磁共振在外磁场下可以与有序Fe3+自旋真空磁振子模式强耦合。这相当于标准的N原子腔量子电动力学实验。Fe3+和Er3+耦合比与稀土离子Er3+的浓度依赖性满足Dick标度模型。

曹世勋说，由此可以得到Fe3+和Er3+的交换耦合常数，这为人们更深入地理解3d-4f电子磁耦合产生的新效应，如磁相变、磁电效应、电控磁振子、非线性自旋激发、重费米子等提供了重要的实验和理论依据。，是近年来该领域的重要发现之一。

专家认为，这项研究提供了一种新的方法，通过使用量子光学中的概念和工具来理解、控制和预测凝聚态物质中的新相。

据报道，这项成果是由上海大学国际量子和分子结构中心、材料基因组工程研究所、科学学院物理系以及美国莱斯大学等国内外几所大学和研究所共同完成的。曹世勋教授和河野教授是来文的共同作者。