超纯金属中的宏观量子干涉

正如高中生在水波实验中看到的那样,并且我们在许多光学设备中观察和使用光波,干涉是与波状行为相关的基本属性。 的确,戴维森和格默(Davisson and Germer)在稀薄的电子束实验中对干涉的著名观察,将近一个世纪前,为当时新的量子理论的正确性提供了关键的实验支持。

可见光具有波的特征,可以通过简单的光学实验证明,也可以在天空中出现彩虹时直接见证。 尽管量子力学的微妙定律(即波力学)最终控制着固体中电子传输电子的所有过程,但对于偶然的观察者来说,电子的波状性质通常并不明显。 作为固体粒子的电子的经典图片在解释金属中的电流方面出奇地远。 正如高中生在水波实验中看到的那样,我们在许多光学设备中观察和使用光波,干涉是与波状行为相关的基本属性。 的确,戴维森和格默(Davisson and Germer)在稀薄的电子束实验中对干涉的著名观察,将近一个世纪前,为当时新的量子理论的正确性提供了关键的实验支持。

但是,在固体实验中,量子干涉的信号很少见并且很难观察到。 这主要是因为有太多的电子,以及“加扰”的电子方式太多,以至于探测超过几个Atom间距的实验都看不到大多数干扰效应。

量子材料物理系的研究主题之一是研究来自结构类的奇特奇怪的层状金属,其名称也同样奇特,称为“ delafossites”,源于法国著名的晶体学家Gabriel Delafosse。 它们之所以引人注目是因为它们的导电性能非常好。 实际上,在室温下,其中之一PtCoO2是有史以来发现的最好的导电体。 作为我们对铜铁矿的研究的一部分,我们正在研究垂直于层的传导如何依赖磁场,该磁场是通过聚焦离子束雕刻成特定几何形状的晶体。 令我们完全惊讶的是,我们观察到了这种电导率的强烈振荡,这是某种干扰信号的特征。 在该研究所以及我们以前的同事Philip Moll和Carsten Putzke的新小组中进行了长期的后续实验之后,他们现在在洛桑的EPFL,我们与理论家Takashi Oka和Roderich Moessner在我们位于德累斯顿和Ady的邻居研究所合作以色列魏兹曼研究所的斯特恩对发生的事情提出了解释。 引人注目的是,它要求在高达50000个Atom晶格间距的宏观距离上具有量子相干形式。 只能观察到这是由于铜铁矿的纯度极高,我们最近在另一组实验中确定了其来源。 高质量的材料继续为那些制作和研究它们的人带来惊喜和喜悦

有所作为:赞助机会

故事来源:

用料 由…提供 马克斯·普朗克固体化学物理研究所。 注意:可以编辑内容的样式和长度。

资讯来源:由0x资讯编译自SCIENCEDAILY,版权归作者所有,未经许可,不得转载
你可能还喜欢