莱斯大学物理学家和合作者的一项发现开启了对尖端材料中磁性和电子相互作用的新认识，有可能彻底改变量子计算和高温超导体等技术领域。

在郑仁和明毅的带领下，研究小组对铁锡 (FeSn) 薄膜的研究重塑了对 kagome 磁铁的科学认识。kagome 磁铁是一种以古老的篮子编织图案命名的材料，具有独特的晶格状设计，由于电子波函数的量子破坏干涉，可以产生不寻常的磁和电子行为。

该研究结果于 10 月 30 日发表在《自然通讯》上，揭示了 FeSn 的磁性来自局部电子，而不是科学家之前认为的移动电子。

这一发现挑战了现有的关于kagome 金属磁性的理论，这些理论认为流动电子驱动磁性行为。通过提供关于磁性的新视角，研究团队的工作可以指导具有定制特性的材料的开发，用于量子计算和超导体等先进技术应用。

莱斯学院高级研究员、物理学和天文学副教授易建联表示：“这项工作有望促进对量子材料新兴特性的进一步实验和理论研究，加深我们对这些神秘材料及其潜在现实应用的理解。”

研究人员利用一种结合分子束外延和角分辨光电子能谱的先进技术，制作出高质量的 FeSn 薄膜并分析了它们的电子结构。他们发现，即使在高温下，kagome 平带仍然保持分裂，这表明局部电子驱动材料中的磁性。这种电子关联效应为理解电子行为如何影响 kagome 磁体的磁性增加了新的复杂性。

研究还表明，一些电子轨道表现出比其他电子轨道更强的相互作用，这种现象被称为选择性能带重正化，以前在铁基超导体中观察到，为电子相互作用如何影响 kagome 磁体的行为提供了新的视角。

莱斯学院初级研究员 Ren 表示：“我们的研究强调了 kagome 磁铁中磁性和电子相关性之间的复杂相互作用，并表明这些影响在塑造其整体行为方面具有不可忽略的作用。”

除了加深对 FeSn 的了解外，这项研究对具有类似性质的材料还有更广泛的意义。对平带和电子关联的深入了解可能会影响高温超导体和拓扑量子计算等新技术的发展，在这些技术中，磁性和拓扑平带的相互作用会产生可用作量子逻辑门的量子态。

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