Quantum Matter Seminar: 低维量子磁性材料中的量子相变与临界现象

于伟强

中国人民大学

报告时间：2024年4月1日（周一）下午15:30

报告地点：紫金港校区段永平教学楼2号楼212报告厅

摘要：

       具有强量子涨落的材料会诱导非常丰富的基态；进一步通过调控使材料趋近一个零温的量子相变与量子临界点时，系统一方面可能会产生奇特的量子标度行为，另外也可能产生一些奇异的演生行为，譬如新奇的物态、元激发和富化的对称性等。而在低维量子磁性材料中，量子临界点附近的演生现象尤其丰富，并可能促进对非常规超导材料中反常性质和超导机理的理解。

       在本报告中，我将介绍我们使用强磁场、高压、极低温等联合极端条件下的核磁共振谱学研究，对一些准一维和具有阻挫磁交换作用的准二维量子磁性材料进行调控和谱学测试，并发现了一些新奇的量子临界行为：（1）对准一维伊辛反铁磁材料SrCo₂V₂O₈进行横场调控，发现其一维量子临界点暴露在三维量子临界点的外面 [1]；（2）而对其姊妹材料BaCo₂V₂O₈的横场调控研究发现其一维量子临界点隐藏在三维序里面，并且弱的层间耦合产生了一种新奇的自旋子束缚态，即E₈代数态 [2]；（3）对二维自旋阻挫Shastry-Sutherland材料SrCu₂(BO₃)₂的研究中 [3]，我们首先证实了高压诱导了一种拼块状自旋单态相，并可能具有拓扑属性；进一步通过高压下的磁场调控，发现磁场诱导了从自旋单态到反铁磁态的解禁闭量子临界现象，即超越朗道相变理论的、两种不同类对称破缺态之间的近连续量子相变，以及附近的量子临界标度行为和增强的对称性等性质，这也是首次在实验中给出解禁闭量子临界现象的确切证据。

参考文献：

[1] Y. Cui et al., PRL 123, 067203 (2019).

[2] H. Zhou et al., PRL 127, 077201 (2021).

[3] Y. Cui et al., Science 380, 1179 (2023).

报告人简介：

于伟强，中国人民大学物理系教授。2004年在UCLA获得博士学位，先后在马里兰大学、麦克马斯特大学做博士后，2008年起任现职。开展强关联体系的凝聚态核磁共振研究，搭建的核磁共振谱仪系统具有稀释制冷极低温、高压和强磁场等先进的联合调控条件。近十多年来专注于铁基高温超导材料和量子磁性材料的物性研究，在铁基高温超导材料的自旋涨落、配对对称性和向列序性质，以及量子磁性材料的量子自旋液体态、量子相变等方面做出多项前沿研究成果，已发表ESI论文80余篇，获得国家基金委优青项目支持，并主持国家重点研发物态调控项目、国家基金委重点项目等。