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自旋超固体候选物Na$_2$BaCo(PO$_4$)$_2$中的巨型磁热效应

强关联电子 2025-04-16 v1

摘要

超固体是一种由粒子形成不可压缩固体结构同时同时显示零粘度流动性的量子物质状态[1],是 fundamental research 中的一个长期追求[2, 3]。虽然最初报告的4^4He超固体后来被证明是误伤[4],但这一引人入胜的量子物质激发了对超冷量子气体[5-8]的热情调查。然而,超固体在凝聚态物质中的实现仍然尚未实现。本文在最近合成的三角晶格反磁性体Na2_2BaCo(PO4_4)2_2[9]中发现了量子磁性超固体的证据。值得注意的是,在去磁冷却过程中观察到与自旋超固体性相关的巨型磁热效应,表现为两个突出的谷形区域,最低温度可达到100 mK以下。除了实验确定的一系列临界场外,去磁冷却轮廓还与易轴海森堡模型的理论模拟表现出良好的一致性。中子衍射成功定位了提议的自旋超固体相,通过揭示三个亚晶格自旋固体有序和层间不连续性特征表明自旋超流动性。因此,我们的结果表明自旋超固体相在受扰动量子磁性体中的热力学效应显著,为在亚开尔文制冷中开辟了一条可行且有前景的途径,尤其是针对 persistent concerns about helium shortages[10, 11]的情境。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.11298,
  title  = {Giant Magnetocaloric Effect in Spin Supersolid Candidate Na$_2$BaCo(PO$_4$)$_2$},
  author = {Junsen Xiang and Chuandi Zhang and Yuan Gao and Wolfang Schmidt and Karin Schmalzl and Chin-Wei Wang and Bo Li and Ning Xi and Xin-Yang Liu and Hai Jin and Gang Li and Jun Shen and Ziyu Chen and Yang Qi and Yuan Wan and Wentao Jin and Wei Li and Peijie Sun and Gang Su},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.11298},
  year   = {2025}
}

备注

19 pages, 13 figures