利用电子全息术观测自旋冰中的磁单极子

尽管有令人信服的证据表明自旋冰中存在磁单极子，但在这些体系中直接观测点状磁场源仍是一项开放的挑战。一种有前景的方法是电子全息术，它通过 Aharonov-Bohm 效应将原子尺度分辨率与对磁矢势的极高灵敏度结合起来。本文通过对人工自旋冰的实验以及对烧绿石自旋冰的数值模拟，探讨全息术能告诉我们关于自旋冰中磁单极子的哪些信息。在人工自旋冰的情况下，我们表明全息图可用于测量局域磁荷。对于烧绿石自旋冰，我们证明全息实验能够分辨磁单极子及其动力学，包括与自旋闭合环涨落相关的电场的出现。这些结果确立了在具有足够高相位分辨率的电子显微镜中观测烧绿石自旋冰中的磁单极子和涌现电场是一个现实的可能性。