摘要：一项研究发现，在金属化合物中发现了一种罕见的一维量子磁性，将证据提供给了迄今为止一直存在的相位空间。这项研究是在全球对量子材料的兴趣日益增强的时候，这些量子材料重新定义了磁性，电导率和量子相干性之间的边界。...

该化合物-ti₄mnbi₂-成为具有确认一维磁化的第二个已知金属系统。

不列颠哥伦比亚大学布鲁森量子问题研究所（UBC Blusson QMI）的研究人员的一项研究发现了一种在金属化合物Ti₄mnbi₂中的一种罕见形式的一维量子磁性，将证据提供到已经存在的相位空间中，直到现在，直到现在。该研究发表在自然材料，在全球对量子材料越来越兴趣的时候，可以重新定义磁性，电导率和量子相干性之间的边界。

UBC Blusson QMI研究者Meigan Aronson教授说：“我们证明了一种新的量子材料，它们既具有金属磁铁，又是一维磁铁，在磁矩和金属宿主之间具有很强的耦合。”

实际上，到目前为止研究的所有旋转链系统都是绝缘体，由于链之间的耦合，最终在低温下变为三维。这意味着量子金属的标志性不稳定性：超导性，超导性，金属制药器的过渡以及磁性本身的起源尚未在实验性的范围内，或者是通过实验的范围，或者是在实验中的范围，或者均未实现。

自旋链是一种彼此相互作用的小磁铁的一维磁体排列。使用密度基质重归其化组（DMRG）和电子结构计算的中子散射测量值，该团队能够证明Ti₄MNBI₂是一个非常特殊的物理模型的实现，该模型由旋转链组成，在旋转中，旋转之间的相互作用高度沮丧，从而导致只有在零温度下存在的一系列有序阶段。

与在非零温度下排序的三维系统不同，诸如TI₄MNBI₂之类的一维系统由于占主导地位的大多数可测量数量的强量量波动而不会进行真实的顺序。 ti₄mnbi₂是第二个已知的金属系统，具有确认的一维磁性（另一个是yb₂pt₂pb），以及第一个磁性和金属宿主纠缠的第一个。

“通过证明这一中间立场存在，ti₄mnbi₂提出了建立广泛的量子景观成熟探索的重要一步。我们已经证明，实验和计算理论之间的出色对应关系可能是量子模拟的基准。特别是我们对中性散射结果进行了相同的量化量的量子，以相比，我们对量子进行了相同的量级，以不同的量化量。

UBC Blusson QMI中的合作专业知识使这项研究成为可能。在实验方面，团队包括Xiyang Li博士和Mohamed Oudah博士，而理论建模和分析是由科学人员Alberto Nocera博士和Kateryna Foyevtsova博士领导的，以及研究人员George Sawatzky教授和Meigan Aronson教授。中子散射实验对于识别量子自旋行为至关重要，是使用日本J-PARC的仪器进行的。

通过弥合传统磁绝缘子与更复杂的电子系统之间的差距，该研究为Spintronics和量子计算方面的进步开辟了新的途径。

UBC Blusson QMI员工科学家Alberto Nocera博士说：“我们的工作代表了在量子模拟模拟的背景下进行量子优势演示的理想测试床。它还提供了洞察力，可用于开发具有高密度和速度的独特磁性记忆。”

该研究的第一作者，UBC Blusson QMI的博士后研究员Xiyang Li博士说：“我们种植了100批高质量的单晶，其中400多个晶体共对准用于中子散射实验。” “我们的结果将释放新的机会，以进一步探索新的材料系统，并为新兴的量子技术提供令人兴奋的应用。”