量子スピン液は、ユニークな磁気挙動を示す材料です。これらの材料では、電子のスピンは通常のパターンで整列していませんが、代わりに無秩序な方法で変動します。この障害は、量子スピン液に、抵抗なしに電気を導入する能力など、多くの興味深い特性を与えます。
ただし、量子スピン液の挙動は、障害の存在によって大幅に変化する可能性があります。彼らの研究では、UCIの研究者は、カゴメ格子と呼ばれる特定のタイプの量子スピン液に対する障害の影響を調査しました。 Kagome格子は、六角形のループで構成される2次元構造であり、さまざまなエキゾチックな特性を示すことが知られています。
研究者たちは、障害がカゴメ格子に導入されると、量子スピン液が物質の新しい段階への相転移を受けることを発見しました。この新しい相は、無秩序なスピン液内の磁気クラスターの形成によって特徴付けられます。クラスターは、無秩序なスピンに囲まれたアライメントスピンで構成されています。
研究者は、この物質のこの新しい段階は、障害とスピン間の相互作用との競争の結果であると考えています。障害はスピン間の相関を破壊する傾向がありますが、相互作用はスピンを整列させる傾向があります。この競争は、磁気クラスターの形成につながります。
この新しい物質段階の発見は、量子コンピューティングとスピントロニクスにアプリケーションを持つ可能性のあるエキゾチックな材料の動作に関する洞察を提供します。 Quantum Computingは、量子ビット（Qubits）を使用して計算を実行する新しいタイプのコンピューティングです。キュビットは電子のスピンから作ることができ、無秩序な量子スピン液に形成された磁気クラスターは、量子コンピューターのキュビットとして使用できます。 Spintronicsは、電子のスピンを使用して情報を保存および処理する電子機器の一種です。障害のある量子スピン液で形成された磁気クラスターは、スピントロニックデバイスでも使用できます。
研究チームは現在、物質の新しい段階の特性を調査し、量子コンピューティングとスピントロニクスにおける潜在的なアプリケーションを調査しています。
