Het Ames Laboratory van het Amerikaanse ministerie van Energie heeft het bestaan ​​ontdekt en beschreven van een unieke ongeordende elektronenspintoestand in een metaal dat een unieke weg kan bieden voor het vinden en bestuderen van gefrustreerde magneten.

Natuurkundigen van de gecondenseerde materie gebruiken de term 'gefrustreerd' om een ​​soort magneet te beschrijven waarin de spins niet in een stabiele magnetische orde kunnen worden uitgelijnd. In perfect gefrustreerde magneten, spinvloeistoffen genoemd, het ongeordende magnetisme van deze materialen houdt zelfs bij zeer lage temperaturen aan, en hun unieke eigenschappen zijn van belang bij de ontwikkeling van kwantumcomputers en supergeleiding bij hoge temperaturen.

De materialen die zijn onderzocht om naar deze perfect gefrustreerde magnetische toestand te zoeken, zijn typisch isolatoren. Maar Ames Laboratory-onderzoekers waren in staat om een ​​"perfect gefrustreerde" toestand in een metallisch materiaal te definiëren, CaCo _1.86 Als ₂ .

"Perfect gefrustreerde systemen, degenen die hun magnetische toestanden echt niet kunnen oplossen, zijn in de eerste plaats moeilijk te vinden, maar nog meer in een metaal, " zei Rob McQueeney, wetenschapper bij Ames Laboratory.

Bij isolerende magneten, de interacties tussen spins die tot frustratie leiden worden bepaald door de kristalstructuur van het rooster, en zijn relatief onveranderlijk. De ontdekking van dit bijna perfect gefrustreerde metaal biedt een nieuwe manier om te sleutelen aan de magnetische interacties om perfecte frustratie te bereiken.

"Hier, we hebben een kleine knop die we kunnen afstemmen. We weten dat sommige van deze interacties die tot frustratie leiden, worden gemedieerd door geleidingselektronen, en we kunnen er een aantal heel nauwkeurig afstemmen - misschien krijg je een supergeleider, misschien een andere nieuwe kwantumtoestand. Er is veel belofte daar."

Het onderzoek wordt verder besproken in het artikel "Effective One-Dimensional Coupling in the Highly Frustrated Square-Lattice Itinerant Magnet CaCo2-yAs2, " geschreven door A. Sapkota, BG land, VK Anand, NS. Sangeetha, DL Abernathy, MB Steen JL Niedziela, DC Johnston, A. Kreyssig, A.I. goudman, en R.J. McQueeney; en gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven .