量子世界的惊喜 无序致使铁磁拓扑绝缘体

磁拓扑绝缘材料是一种稀奇古怪的材料，它完全没有任何电阻地传导电子，因此被认为是材料科学的一个有希望的突破。来自维尔茨堡和德累斯顿卓越集群 ct.qmat 的研究人员通过设计铁磁拓扑绝缘体 MnBi 在追求节能量子技术方面取得了一个重要的里程碑。6特10来自锰碲化铋家族。

基于先前发现的MnBi2特4，来自ct.qmat的一个团队现在已经设计了一种具有铁磁特性的拓扑绝缘体，称为MnBi6特10.在铁磁材料中，单个锰原子在磁性上平行排列，这意味着它们的所有磁矩都指向同一方向。相比之下，在其反铁磁性前身MnBi2特4，只有材料单层内的磁矩以这种方式对齐。

ct.qmat研究团队并不是唯一一个致力于在实验室中创建铁磁拓扑绝缘体的人。“继MnBi取得巨大成功之后2特4，世界各地的研究人员开始寻找更多磁拓扑绝缘体的候选者。2019年，四个不同的小组合成了MnBi6特10，但只有在我们的实验室中，这种非凡的材料才显示出铁磁特性，“澳大利亚现任荷兰阿姆斯特丹大学天体物理系实验天体物理学教授的Isaeva进一步解释说。

来自德累斯顿工业大学和维尔茨堡大学以及德累斯顿莱布尼茨音乐研究所（IFW）的科学家合作开展了这项开创性的研究。这些晶体由Isaeva（德累斯顿工业大学）领导的材料化学家团队制备。随后，在IFW检测到样品的体积铁磁性，Jorge I. Facio博士还开发了一个全面的理论，解释了MnBi的铁磁性。6特10以方位紊乱及其反铁磁性对应物为特征。Hinkov在JMU Würzburg的团队进行了重要的表面测量。

研究人员目前正在努力在相当高的温度下实现铁磁性。他们已经取得了初步进展，达到了大约70开尔文。同时，需要提高表现出奇异量子效应的超低温，因为无损电流传导仅从1到2开尔文开始。这些发现可能有助于解决一些问题，例如如何在高温下操作超低温装置。

（编辑：银川站长网）

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