美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)的研究人员成功地在一种应变钙钛矿氧化物中重现了相关的电子行为。这为研究极端量子极限下的电子行为提供了可能性，并预示着未来超导体的应用前景。
相关电子在钙钛矿氧化物的极端量子极限下“探戈”。（2021）.https://www.ornl.gov/news/correlated-electrons-tango-perovskite-oxide-extreme-quantum-limit
狄拉克半金属的极限量子极限
半个世纪以来，科学家们一直在讨论极端量子极限(EQL)的性质。然而，实验很难实现，因为对于传统材料来说，达到这种状态所需的磁场只发生在中子星内部。欧洲杯足球竞彩
电子在传统材料中的行为是可以预测的——在绝缘体中，它们处于反应状态，在导体中，它们是高度欧洲杯足球竞彩反应的。然而，在量子材料中，电子之间的相互作用大欧洲杯足球竞彩大增加，它们不再像单个粒子那样行为。欧洲杯猜球平台
它们会纠缠在一起，开始以意想不到的方式行事。这种现象被爱因斯坦称为“幽灵般的远距离作用”，两个物体即使相隔很远，也会影响对方的行为，而且不需要交换信息。
不管多么难以置信，实验已经证明了这一点。3.ORNL的首席研究员Jong Mok Ok和Ho Nyung Lee计划利用这个模型来模拟超导体中的电子行为。
我们的目标是了解当电子进入极端量子极限时会发生什么，在那里我们会发现我们仍然不能理解的现象。
Ho Nyung Lee，联合首席研究员，ORNL
Ok和他的同事们用铌酸锶(SrNbO)合成了一种异常稳定的晶体薄膜3.)．他们对材料施加压力，使其凝聚层并稳定在大块晶体中没有的相。
拉伸材料会产生一种电子带结构，这种结构有利于电子之间高度相关的行为。这有效地转化成了狄拉克凝聚态物质系统，在晶体管和超导体方面有广阔的应用前景。他的团队是第一个稳定这个阶段的。
一种新型超导体
铌酸锶是一种高性能的超导材料。4它的独特之处在于在可见光和紫外光谱中都具有导电性能。它在发光二极管、光伏电池和光学探测器等方面具有广阔的应用前景。
铌酸锶是一种钙钛矿，一种假晶，于1839年在俄罗斯首次出土。作为狄拉克凝聚物质系统，铌酸锶中的电子具有特别的移动性。它们可以形成一种超导材料的基础。然而，挑战在于保持拓扑结构和相关行为。
计算机模拟表明，在应变状态下，该化合物改变其形成，产生具有新颖电子能带结构的特殊对称性。简并量子态获得相同的能量值。
狄拉克电子可以取这些值中的任何一个。因此，这种特殊的对称性在单一能级上创造了四种状态(物质的状态)。
把磁场下的量子材料想象成一座10层楼高的建筑，每层都有居民。每一层都是一个定义的量子化能级。增加场地强度相当于拉响火灾警报，迫使所有居民到一层安全的地方集合。在现实中，它驱使所有的狄拉克电子到达一个被称为极端量子极限的基能层。
Jong Mok Ok，联合首席研究员，ORNL
理论上，需要10万特斯拉才能使传统半导体中的电子接近量子极限。然而，佛罗里达大学国家高磁场实验室进行的测试表明，只需要三辆特斯拉就可以达到ORNL的钙钛矿氧化物材料的极端量子极限。
现在，我们只需在实验室中应用几特斯拉的磁场，就可以将所有电子推到这个极端的量子极限，从而加速我们对量子纠缠的理解。
Jong Mok Ok，联合首席研究员，ORNL
这些发展为量子计算、半导体和超导体的未来带来了很多希望。
参考资料及进一步阅读
- 钙钛矿氧化物中的相关电子在极端量子极限下“探戈”。（2021）.https://www.ornl.gov/news/correlated-electrons-tango-perovskite-oxide-extreme-quantum-limit
- Mok Ok J.等(2021)。相关氧化物狄拉克半金属在极端量子极限。https://www.欧洲杯线上买球science.org/doi/10.1126/sciadv.abf9631．DOI: 10.1126 / sciadv.abf9631
- 梅拉里，Z.（2015）量子“诡异”通过了迄今为止最严峻的考验。https://www.nature.com/欧洲杯猜球平台articles/nature.2015.18255
- Park, Y.， Roth, J.， Oka, D.等人(2020)。SrNbO3在可见光和紫外光谱中作为透明导体．公共物理3,102。https://doi.org/10.1038/s42005-020-0372-9
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