掺杂的胶体人工自旋冰

我们研究了限制在双阱陷阱阵列中的胶体颗粒的方格和 kagome 人工自旋冰。与磁性人工自旋冰不同，胶体和涡旋人工自旋冰的实现允许通过单个陷阱的双重占据来产生掺杂位点。我们发现，掺杂方格和 kagome 几何结构会产生相反的效应。对于方格冰，掺杂在基态构型中产生局部激发，随着温度升高，这会产生局部熔化效应。相反，kagome 冰的基态能够吸收掺杂电荷而不产生非基态激发，而在较高温度下，单个胶体颗粒在掺杂位点附近的跳跃受到抑制。这些结果表明，在方格冰中，掺杂增加了有序基态的简并度并产生了局部薄弱点；而在具有高度简并基态的 kagome 冰中，掺杂在局部降低了简并度并产生了局部坚硬区域。