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    1. 單層氯化鑭體系高溫試驗

      2019-06-22

        量子反?;魻栃膶崿F不僅僅是展示了新的物理,更重要的是勾起了應用的較大興趣。遺憾的是,到目前為止,實驗所實現的量子反?;魻栃母邷剡吔缍己艿?< 300 mK),應用價值較小。這里推出單層氯化鑭體系,是否也會面臨類似境遇?

        這里不妨嘗試從實驗角度討論氯化鑭體系這一敏感問題。實驗上,為什么量子反?;魻栃荒茉谌绱说臀⒌臏囟认虏拍軐崿F?熱力學說,高溫會破壞低溫下的有序結構,比如常壓下冰對應的溫度為0 oC,超過0 oC 冰的結構就開始融化。凝聚態的多種有序強弱不同,對應的穩定溫度自然也不同。但說觀測的一類物理效應決定于氯化鑭體系中多種有序結構時,由“木桶原理”決定觀測溫度,即這些有序結構穩定溫度較低的那個溫度決定我們觀測這一物理效應的臨界溫度。量子反?;魻栃^測溫度取決于鐵磁序對應的溫度及自旋軌道耦合打開非平庸帶隙所對應的溫度。當且僅當兩個溫度都很高的時候,才有可能在高溫下觀測到量子反?;魻栃?,這也是量子反?;魻栃绱瞬灰讓崿F的原因之一。

        von Klitzing 等實現整數量子霍爾效應的溫度是1.5K,這個溫度已然很低。作為對比,實現量子反?;魻栃臏囟仁?0 mK,低了兩個量級!我們對單層氯化鑭的測量溫度也進行了估算,其下限是由鐵磁序溫度決定,約為20 K。與前面的體系比較,這一溫度已經高出不少,雖然這里只是估算溫度。


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