离子化学铁磁相变研究：螺旋磁场的作用

我们报告了一种新实验的结果和独特仪器配置，该实验成功将 DPPH 样本从其天然 paramagnetic 状态（几乎是非磁性材料）转化为室温下的铁磁状态。通过施加特定的螺旋磁通磁场实现。DPPH 样品（2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl）在实验结束后至少保持一个小时的铁磁状态，表明材料的变换是由外部场引起的，而非仅在实验期间才出现的暂时性磁相变。所使用的外部磁场螺旋螺距角约为 $54.7{\deg}$，即称为魔术角（Magic Angle），相对于与 +z 轴方向一致的正常 S 到 N 外部场的磁矩矢量。基于实验现象学和结果，我们认为该特定魔术角对应于已知的在均匀直向磁场下自由电子的量子化预cession 自旋角，可能增强 DPPH 材料中未配对价电子的比例，使其能够与施加的外部场平行对齐。通常在 paramagnetic 材料中，未配对电子的量子自旋相对于外部场的分布近乎随机，呈现约 50% 的平行或反平行对齐概率。仅存在轻微的单一对齐方向偏好，归因于玻尔兹曼热分布，导致材料呈现 paramagnetic 性质。在我们的测量中，我们发现 DPPH 样品诱导的铁磁性导致其相对磁导率在 ${\mu}{\approx}1.4$ 时出现约千倍的十进制值增大，与其典型的 paramagnetic 值为 $1.0001$ 相比。