在这里,我们报告了金属Kagome Ferromagnet Fe 3 Sn中的磁依属性各向异性(MAE)和电荷运输的相互作用。我们揭示了纵向电阻率和异常电阻率的大型各向异性。我们的发现表明,霍尔电阻率的各向异性比在宽温度范围内(2K≤t≥300K)在磁环替型各向异性(K u)线性缩放(k u)(图1(a)),表明旋转式耦合(SOC)是驱动两种旋转型机制和驱动Anisotropic promities的基础机制。材料特异性的Ab-Initio计算进一步表明,由自旋轨道耦合引起的FERMI水平附近的频带的磁重建负责浆果曲率的各向异性行为(图1(B- C)),因此,对于Fe 3 Sn中的大型动态HALL效应。
量子自旋液体是具有拓扑序的奇异物质相,过去几十年来一直是物理学研究的重点。此类相具有长距离量子纠缠,可以利用其实现稳健的量子计算。我们使用 219 个原子可编程量子模拟器来探测量子自旋液体状态。在我们的方法中,原子阵列被放置在 kagome 晶格的链接上,在 Rydberg 阻塞下的演化产生了没有局部有序的受挫量子态。使用提供拓扑序和量子关联的直接特征的拓扑弦算子,检测到了典型 toric 代码类型的量子自旋液体相的开始。我们的观察使得拓扑物质的受控实验探索和受保护的量子信息处理成为可能。M
基于钒的Kagome超导体AV 3 SB 5(A = K,RB,CS)具有超导性和电荷排序之间的丰富相互作用。这些阶段可以通过施加静水压力来有效地分解。我将讨论我们通过压力下的运输电流探测正常状态和AV 3 SB 5的超导性的方法。磁取力最高〜31 t揭示了量子振荡,从而可以分析费米表面。尤其是,当电荷顺序被压力抑制时,大频率> 8000 t出现,从而揭示了重建前原始的费米表面[1,2]。在超导状态下,CSV 3 SB 5中的自我临界电流测量表现出可以通过无节结节的超导间隙来理解的温度依赖性,这与我们的发现对样品纯度不敏感[3]。最后,零温度极限处的自场临界电流显示在电荷顺序的边界附近也有巨大的增强,其中T C也得到了增强,暗示了电荷波动在超导性上的作用[4]。
堆叠的二维晶格的异质结构在设计新型材料特性方面表现出了巨大的希望。作为这种系统的原型示例,六角形共享的蜂窝 - 卡加姆晶格已在各种材料平台中实验合成。在这项工作中,我们探索了蜂窝状晶格的三个旋转对称变体:六边形,三亚贡和双轴相。分别表现出二轴和双轴相分别表现出微不足道的不体和狄拉克半分条带结构,但六边形相位的六角相构成了一个高阶拓扑相,由γ点附近的频带倒置驱动。这突出了与六角形同型系统中观察到的k点的传统频带反转的关键区别。fur-hoverore,我们演示了这些阶段的不同拓扑特性如何导致由扭曲或晶格不匹配的HK Sys-sys-sys形成的Moir'E异质结构内的网络带结构。可以通过蜂窝和kagome系统之间的外在扭曲或固有的晶格不匹配来实验观察这些网络带结构。
基于石墨炔 (GY) 和石墨炔 (GDY) 的单层代表了下一代二维富碳材料,其可调结构和性能超越石墨烯。然而,检测原子级厚度的 GY/GDY 类似物中的能带形成一直具有挑战性,因为该系统必须同时满足长程有序和原子精度。本研究报告了在表面合成的金属化 Ag-GDY 薄片中形成具有介观(≈ 1 μ m)规律性的能带的直接证据。采用扫描隧道和角度分辨光电子光谱,分别观察到费米能级以上实空间电子态的能量相关跃迁和价带的形成。此外,密度泛函理论 (DFT) 计算证实了这些观察结果,并揭示了蜂窝晶格上双重简并的前沿分子轨道产生接近费米能级的平坦、狄拉克和 Kagome 能带。 DFT 建模还表明原始薄片材料具有固有带隙,该带隙保留在具有 h-BN 的双层中,而吸附诱导的带隙内电子态在 Ag-GDY 装饰银的 (111) 面的合成平台上演变。这些结果说明了通过原子精确的二维碳材料中的分子轨道和晶格对称性设计新型能带结构的巨大潜力。
具有非共线自旋结构的反铁磁体表现出各种特性,使其对自旋电子器件具有吸引力。其中一些最有趣的例子是尽管磁化可以忽略不计,但仍然表现出异常霍尔效应,以及具有不寻常自旋极化方向的自旋霍尔效应。然而,只有当样品主要处于单个反铁磁畴状态时,才能观察到这些效应。这只有当补偿自旋结构受到扰动并由于自旋倾斜而显示出弱矩时才能实现,从而允许外部畴控制。在立方非共线反铁磁体的薄膜中,这种不平衡以前被认为需要由基板应变引起的四方畸变。本文表明,在 Mn 3 SnN 和 Mn 3 GaN 中,自旋倾斜是由于磁性锰原子远离高对称位置的大量位移导致结构对称性降低。当仅探测晶格度量时,这些位移在 X 射线衍射中仍然隐藏,需要测量大量散射矢量才能解析局部原子位置。在 Mn 3 SnN 中,诱导净矩使得能够观察到具有不同寻常温度依赖性的异常霍尔效应,据推测这是由于 kagome 平面内类似块体的温度依赖性相干自旋旋转所致。
BCS超导性理论是凝结物理学的里程碑之一,它成功地在微骨水平上揭示了这种宏观量子现象的性质[1,2]。任何超级导体(SC)的必需成分是两电子库珀对及其相干性[2],其中电子结合了两分之一,并凝结以形成相干的量子状态,如图1(a)。但是,凝结两电子库珀对并不是实现超导性的唯一方法。理论上,提出四电子库珀对也可以凝结形成SC,即电荷4 E SC,如图1(b)[3 - 6]。在实验上,如何实现或稳定这一费用4 E超导状态是一个挑战问题。提出了配对密度波(PDW)顺序[4、7、8],列表SCS [9]或多组分SC [10]的热融化,以实现该电荷4 e quasi-long-long范围。实现电荷的其他方案4 e配对包括相互作用的相互作用,这些相互作用是偏爱四分之一而不是配对[3]和凝结电荷4 e Skyrmions 4 e Skyrmions在二次式触发系统[11]等。有趣的是,最近从Kagome超导体CSV 3 SB 5 [12,13]解决了电荷4 E甚至电荷6配对的可能证据。使用小公园振荡测量,φ0
具有非类线性自旋结构的抗铁磁体显示出各种特性,使它们对自旋装置有吸引力。尽管磁化可忽略不计,但一些最有趣的例子是一个异常的大厅效应,并且具有异常的自旋极化方向的旋转大厅的作用。但是,只有在将样品主要设置为单个抗铁磁域状态时,才能观察到这些效应。只有在扰动补偿的自旋结构并由于旋转倾斜而显示较弱的力矩时才能实现这一目标,从而允许外部域控制。在立方非连续性抗铁磁铁的薄膜中,以前认为这种失衡需要底物应变引起的四方畸变。在这里,显示在Mn 3 snn和Mn 3 gan中,旋转倾斜是由于结构对称性降低引起的磁锰原子诱导的诱导,远离高对称位置。仅当仅探测晶格度量时,这些位移仍隐藏在X射线差异中,并且需要测量大量散射向量以解决局部原子位置。在Mn 3 SNN中,诱导的净力矩可以与异常的温度依赖性观察到异常的大厅的作用,这是由kagome平面内的散装温度依赖性相干旋转旋转引起的。
我们开发了一个具有 SU ( d ) 对称性的 S n -等变卷积量子电路的理论框架,该框架建立在 Jordan 的置换量子计算形式主义之上,该形式主义基于连接 SU ( d ) 和 S n 对量子比特作用的 Schur-Weyl 对偶,并对其进行了显著推广。具体而言,我们利用 Okounkov-Vershik 方法证明了 Harrow 关于 SU ( d ) 和 S n irrep 基之间等价性的陈述,并使用 Young-Jucys-Murphy 元素建立了 S n -等变卷积量子交替分析 (S n -CQA)。我们证明 S n -CQA 能够在任何给定的 S n irrep 区段中生成任何幺正,这可以作为具有 SU ( d ) 对称性的大量量子机器学习问题的通用模型。我们的方法提供了另一种方法来证明量子近似优化算法的普遍性,并验证了四局部 SU ( d ) 对称幺正足以构建通用 SU ( d ) 对称量子电路,直至相对相位因子。我们提出数值模拟来展示在矩形和 kagome 晶格上寻找 J 1 - J 2 反铁磁海森堡模型基态能量的假设的有效性。我们的工作首次将著名的 Okounkov-Vershik S n 表示理论应用于量子物理和机器学习,由此提出了量子变分分析,强烈表明该分析在针对特定优化问题进行经典处理时是不可解决的。
图 1. 在具有稀释 Cs 吸附原子的 CsV 3 Sb 5 的 Sb 表面构建 Cr-Cs 双原子转子。 (a) 双原子转子形成示意图。 Cr/Fe 原子(用黄色球标记)作为单个原子分布并被 Cs 原子(用红色球标记)捕获,从而在 kagome 超导体 CsV 3 Sb 5 的 Sb 表面形成双原子转子。 (b) STM 图像显示具有稀释 Cs 原子的 CsV 3 Sb 5 晶体的 Sb 表面。 Cr-Cs 双原子转子用红色虚线圆圈突出显示(V s =-500 mV,I t =3 nA)。 (c) - (d) 尖端诱导 Cr-Cs 转子分离为 Cr 原子和 Cs 原子。分离前,Cr原子围绕Cs原子旋转,形成具有不稳定环带的Cr-Cs转子(c)。分离后,Cs和Cr原子的形貌清晰可见(d)。V s =-500 mV,I t =3 nA。(e),左:(c)中的旋转速率图ω(r),显示Cr原子沿圆形轨道绕Cs旋转(V =-600 mV,I =0.5 nA)。右:(c)中Cr-Cs转子环带位置(红十字标记)测得的I-t谱,显示出具有几个离散值的阶梯状特征(V =-250 mV,I =0.9 nA)。(f),CsV 3 Sb 5 的Sb表面Cr-Cs双原子转子的原子分辨STM形貌。图像中叠加了原子模型和 Sb 蜂窝晶格(白色虚线六边形),显示 Cr 原子围绕 Cs 吸附原子旋转(V s =-500 mV,I t =3 nA)。