材料学家在类准晶体的特殊结构中发现了独特的反铁磁转变。
在材料科学的世界里，“晶体”这一概念对科学家来讲并不陌生。晶体是一种高度有序的结构，其原子以周期性方式紧密排列。然而，了解准晶体的人就相对较少了。准晶体是一种有别于晶体的独特结构，其原子排列方式很奇特：虽然原子排列也很紧密，但它还具有一种五边形对称性。因此，准晶体的原子排列虽然是高度有序的，但却不具有周期性。独特的结构使准晶体具备了独特的性能，例如高稳定性、高耐热性和低摩擦性。
自科学家发现准晶体以来，他们一直在努力了解其特性。然而，准晶体在自然界中很少见，研究准晶体并非易事。幸运的是，科学家们已经能够利用“tsai型近似物”研究准晶体的反铁磁性等诸多特性。近似物的反铁磁性与准晶体类似，其磁矩是以周期顺序排列的，与传统反铁磁体有显著区别。
eurekalert.org网站11月27日报道，日本东京科技大学Ryuji Tamura教授团队首次在tsai型近似物中发现了反铁磁转变。tsai型近似物有两种变体：1/1和2/1近似晶体相。两者之间的差异在于，2/1近似晶体相包含一个额外的菱面体单元，这使得其有序度更高，与准晶体的结构更相似。Tamura教授说：“科学家们已经在1/1近似晶体相中发现过反铁磁转变。而我们首次在2/1近似晶体中观察到了这种现象。这说明，准晶体中很可能也存在类似情况。”
为了更深入地研究2/1近似晶体相的磁性，科学家制造了包含1/1和2/1近似晶体相的金属合金，并用超导量子干涉装置（SQUID）研究了近似物出现反常磁性能的条件。他们发现，正是电子原子比这个单一的参数决定了反铁磁性在两种近似晶体相中的存在性。Tamura教授认为，研究人员可以参考2/1近似晶体相制造准晶体。他总结说：“反铁磁准晶体的神秘面纱几乎从未被揭开过。我们的发现有望对准晶体的解密产生巨大的推动作用。”
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编译：雷鑫宇
审稿：三水
责编：唐林芳
期刊来源：《物理评论B辑》
期刊编号：2469-9950
原文链接：
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-11/tuos-nss112619.php
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