京都大學、茨城大學等的研究小組首次觀察到了在強磁場中電阻和磁化率隨磁場振動的現象(量子振動),這是一種最初不攜帶電子的絕緣體。量子振盪是通常僅在帶電的金屬中觀察到的現象,這表明在 12 硼化鐿中實現不能說是金屬或絕緣體的前所未有的電子狀態的可能性。
對於“什麼是金屬”這個問題,最簡單、最準確的答案是“具有費米麵的物質”。費米麵是一個曲面,根據電子顯示的費米統計,當所有電子從動量向量空間的低能態堆積時,形成電子佔據的狀態和電子未佔據的狀態之間的邊界。
費米麵存在的最直接跡像是“量子振動”,在強磁場中,電阻和磁化強度隨著外部磁場的變化而周期性運動。觀察到量子振盪表明費米麵的存在,即金屬態的實現,這是物理學界的普遍看法。
然而,最近,在被稱為近藤絕緣體的物質之一的硼化釤 6 中觀察到磁化的量子運動,儘管它是一種絕緣體,它引起了極大的關注。因此,本課題組對另一種近藤絕緣體——硼化鐿12進行了研究。
結果,在國立強磁場研究所進行的高靈敏度磁化測量和精密電阻測量中,不僅觀察到磁化,還觀察到電阻中的量子振動。這種“絕緣體的量子振動”的觀測是史無前例的,是顛覆傳統觀念的結果。
以這項研究為契機,預計絕緣子會有新的發展。
論文信息:[科學] 絕緣體電阻率的量子振盪