拥抱量子材料设计中的无序
强关联电子
2024-06-19 v1 无序系统与神经网络
材料科学
量子物理
摘要
基础凝聚态物理中许多最令人兴奋的材料发现都是在具有某种程度本征无序的系统中做出的。虽然无序在材料设计中历史上被视为需要避免的因素，但它对于关联材料和量子材料往往至关重要。这在很大程度上是由处理和预测高度均匀系统（表现出复杂相互作用、对称性和能带结构）的概念和理论便利性所驱动的。在这一视角文章中，我们强调了翻转这一范式如何在新兴的高熵氧化物 (HEO) 量子材料领域开启了令人兴奋的可能性。这些材料 hosting 高水平的阳离子或阴离子成分无序，同时保持出乎意料均匀的单晶晶格。发现自旋、电荷、轨道和晶格自由度的原子尺度相互作用的多样性会在大得多的长度尺度上涌现为相干特性。因此，通过元素选择改变原子尺度特性的方差和幅值，可以开辟新的途径来调控全局关联相，如磁性、金属 - 绝缘体转变、铁电性，甚至涌现的拓扑响应。这种拥抱无序的策略为下一代微电子和量子信息系统设计功能态提供了更广阔的调色板。
引用
@article{arxiv.2402.18379,
title = {Embracing Disorder in Quantum Materials Design},
author = {A. R. Mazza and J. Yan and S. Middey and J. S. Gardner and A. -H. Chen and M. Brahlek and T. Z. Ward},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.18379},
year = {2024}
}