罗格斯大学的研究团队在《科学进展》杂志发表研究,报告了一种新型量子态——量子液晶。该发现源于对外尔半金属和自旋冰两种特殊材料界面的研究,可能为量子传感器等先进技术提供新思路。
研究团队由罗格斯大学物理学和天文学博士吴宗齐(Tsung-Chi Wu)领导,他们在强磁场环境下观测了外尔半金属与自旋冰的相互作用。吴宗齐表示:“我们观察到一种新的量子相,仅在两种材料接触时出现。这种量子液晶态在强磁场下展现出独特的电子行为。”
实验发现,两种材料的界面处存在显著的电子各向异性,即导电性随方向变化。在360度范围内,电子在六个特定方向上导电性最低,而在磁场增强时,电子开始沿相反方向流动。这一现象表明,该量子态打破了传统旋转对称性,可能具有拓扑特性。
外尔半金属以零能量损耗传导电流著称,而自旋冰的磁性结构类似冰中氢原子的排列。研究团队利用量子现象发现平台(Q-DiP)构建了这两种材料的异质结构,并在佛罗里达州国家高磁场实验室(MagLab)的超低温环境中进行了测试。
吴宗齐指出:“这一发现为操控量子材料提供了新方法,未来或可用于开发高精度量子传感器。”研究团队计划进一步探索不同量子材料的组合,以揭示更多未知现象。
更多信息: Tsung-Chi Wu 等人,《外尔半金属/自旋冰界面的电子各向异性和旋转对称性破缺》,《科学进展》(2025)。期刊信息: Science Advances













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