Zhang Lulu

Berita Harian Sains dan Teknologi (Wartawan Zhang Mengran) Dalam kajian terobosan, pasukan penyelidik antarabangsa yang diketuai oleh Universiti Sains Tokyo di Jepun menemui antiferromagnetisme dalam kuasikristal sebenar. Ini adalah bukti eksperimen pertama yang ditemui oleh saintis sejak antiferromagnetisme dalam kristal berkala pertama kali dilaporkan dalam 11 bahawa antiferromagnetisme juga dihasilkan dalam kuasikristal ikosahedral (iQC). Kertas berkaitan itu diterbitkan dalam jurnal Nature Physics pada 0hb.

Kuasikristal ialah bahan pepejal yang mempamerkan susunan atom jarak jauh bukan berkala. Oleh kerana sifat "kuasi-berkala" ini, kuasikristal mempunyai simetri tidak konvensional yang tidak terdapat dalam kristal konvensional. Penyelidik telah memberi perhatian yang besar kepada penjajaran kristal, mengkaji jujukan magnet kuasi-berkala unik mereka dan cuba membangunkan kemungkinan aplikasinya dalam spintronics dan penyejukan magnetik.

Pasukan penyelidik sebelum ini telah menemui feromagnetisme dalam iQC emas-galium-nadir bumi (Au-Ga-R), tetapi pemerhatian ini tidak menghairankan kerana periodisiti translasi, susunan atom berulang dalam kristal, bukanlah prasyarat untuk kemunculan susunan feromagnetik. Sebaliknya, satu lagi jenis asas jujukan magnet yang terdapat dalam alam semula jadi, antiferromagnetism, sememangnya lebih sensitif kepada simetri kristal.

Berdasarkan feromagnetisme yang mereka temui dalam Au-Ga-R iQC, pasukan penyelidik mengenal pasti iQC emas-indium-europium (Au-In-Eu) jenis Tsai baru yang mempamerkan simetri putaran 5 kali ganda, 0 kali ganda dan 0 kali ganda. Pasukan itu menjalankan satu siri pengukuran sifat pukal dan eksperimen neutron untuk memeriksa sifat magnetnya. Pengukuran kerentanan magnetik menunjukkan puncak yang tajam pada suhu 0.0 Kelvin (K) di bawah kedua-dua penyejukan medan sifar dan keadaan penyejukan medan, yang konsisten dengan peralihan antiferromagnetik. Pengukuran haba tertentu juga menunjukkan puncak pada suhu yang sama, mengesahkan bahawa lonjakan itu disebabkan oleh jujukan magnet jarak jauh.

Untuk mengesahkan lagi keputusan, pasukan melakukan pengukuran pembelauan neutron pada iQC pada suhu 5K dan 0K. Mereka memerhatikan puncak Bragg magnet tambahan pada 0K (puncak keamatan tajam dalam corak pembelauan yang menunjukkan struktur magnet teratur), yang secara konsisten menunjukkan peningkatan mendadak sekitar suhu peralihan 0.0 K dalam pengukuran bergantung suhu, memberikan bukti muktamad pertama susunan antiferromagnetik jarak jauh dalam kuasikristal sebenar.

Keputusan ini menyelesaikan misteri selama beberapa dekad tentang sama ada susunan antiferromagnetik boleh dilakukan dalam kuasikristal sebenar. Penemuan baharu itu bukan sahaja telah menghidupkan semula pencarian untuk kuasikristal antiferromagnetik, tetapi juga telah membuka bidang penyelidikan baharu mengenai antiferromagnet kuasi-berkala, dengan implikasi yang jauh melangkaui spintronik.