矿物中的量子磁性

古希腊人对磁性的发现得益于天然磁铁矿——一种磁化版本的磁铁矿物。如今,天然矿物持续启发着人们对具有量子临界行为或自旋液体等奇异基态的新型磁性材料的探索。近期对磁阻挫与量子磁性的研究热潮,很大程度上受到实现烧绿石、笼目或三角磁离子排列的天然矿物晶体结构的推动。结果,诸如蓝铜矿、黄钾铁矾、沃尔硼钙石等名称——几十年前在矿物学圈外几乎无人知晓——进入了固态物理前沿研究。某些情况下,天然矿物的结构过于复杂而难以在化学实验室人工合成,尤其是单晶形式,且越来越多实例展示了天然标本在量子磁性实验研究中的潜力。在许多其他场合,矿物可指导化学家合成具有异常磁性的新型化合物。本综述试图涵盖这一迅速兴起的、连接矿物学与低温凝聚态物理及量子化学的跨学科领域。