Что представляет собой химическое соединение K2Co2(SeO3)3. Каковы его основные магнитные свойства. Почему оно вызывает интерес у исследователей. Как проявляется в нем димеризация спинов.
Структура и состав K2Co2(SeO3)3
K2Co2(SeO3)3 представляет собой интересное химическое соединение, содержащее ионы калия, кобальта и селенита. Его кристаллическая структура состоит из следующих компонентов:
- Ионы K+ (калия)
- Ионы Co2+ (кобальта)
- Селенитные группы SeO3^2-
Ключевой особенностью данного соединения является наличие в нем димеров кобальта Co2+. Эти димеры образуют спин-1/2 системы, которые играют важную роль в формировании уникальных магнитных свойств K2Co2(SeO3)3.
Геометрия расположения ионов кобальта
Как расположены ионы кобальта в структуре K2Co2(SeO3)3? Они образуют геометрически фрустрированную треугольную решетку. Это означает, что ионы Co2+ располагаются в вершинах треугольников, что создает предпосылки для возникновения конкурирующих магнитных взаимодействий.
Магнитные свойства K2Co2(SeO3)3
K2Co2(SeO3)3 демонстрирует ряд интересных магнитных характеристик, которые делают его объектом пристального внимания исследователей:
- Отсутствие дальнего магнитного порядка вплоть до очень низких температур (0.35 К)
- Большое отрицательное значение температуры Кюри-Вейсса
- Наличие сильной магнитной анизотропии
- Димеризация спинов ионов кобальта
Почему отсутствие дальнего магнитного порядка важно? Это указывает на то, что в системе преобладают квантовые эффекты, препятствующие установлению классического упорядоченного состояния даже при сверхнизких температурах.
Температура Кюри-Вейсса
Что означает большое отрицательное значение температуры Кюри-Вейсса? Оно свидетельствует о наличии сильных антиферромагнитных взаимодействий между спинами в системе. Это создает предпосылки для формирования необычных магнитных состояний при низких температурах.
Димеризация спинов в K2Co2(SeO3)3
Одним из ключевых свойств K2Co2(SeO3)3 является димеризация спинов ионов кобальта. Но что это означает?
- Два соседних иона Co2+ образуют связанную пару — димер
- Спины в димере сильно взаимодействуют друг с другом
- Димер ведет себя как единая квантовая система со спином S=1/2
Почему димеризация спинов так важна? Она приводит к формированию квантовых состояний, которые могут сохраняться при довольно высоких температурах. Это открывает возможности для создания квантовых устройств, работающих при не слишком низких температурах.
Магнитная анизотропия K2Co2(SeO3)3
K2Co2(SeO3)3 демонстрирует сильную магнитную анизотропию. Но что это значит на практике?
- Магнитные свойства зависят от направления приложенного магнитного поля
- Существует выделенная ось легкого намагничивания
- Намагниченность вдоль разных кристаллографических направлений существенно различается
Какие факторы определяют магнитную анизотропию в K2Co2(SeO3)3? Ключевую роль играет геометрическая фрустрация — расположение ионов Co2+ в вершинах треугольников. Это создает конкуренцию между различными магнитными взаимодействиями, что и приводит к формированию анизотропии.
Влияние анизотропии на магнитные свойства
Как анизотропия проявляется в экспериментах? Исследования показывают, что:
- Магнитное поле, приложенное вдоль оси легкого намагничивания, более эффективно подавляет квантовые эффекты
- Намагниченность насыщения достигается при меньших полях вдоль легкой оси
- Температурные зависимости магнитной восприимчивости различны для разных направлений поля
Методы исследования K2Co2(SeO3)3
Для изучения свойств K2Co2(SeO3)3 исследователи применяют комплекс экспериментальных методов:
- Измерение магнитной восприимчивости
- Измерение намагниченности в сильных магнитных полях
- Измерение теплоемкости при низких температурах
- Нейтронная дифракция
- ЯМР-спектроскопия
Почему важно применять разные методы? Каждый метод дает информацию об определенных аспектах магнитного поведения системы. Комбинация методов позволяет получить наиболее полную картину физических процессов в K2Co2(SeO3)3.
Измерение магнитной восприимчивости
Что дает измерение магнитной восприимчивости? Этот метод позволяет:
- Определить характер магнитных взаимодействий (ферро- или антиферромагнитные)
- Оценить силу этих взаимодействий
- Выявить наличие фазовых переходов
- Исследовать анизотропию магнитных свойств
Теоретическое описание K2Co2(SeO3)3
Для теоретического описания магнитных свойств K2Co2(SeO3)3 используются различные модели и подходы:
- Модель Гейзенберга для описания взаимодействия спинов
- Учет анизотропных обменных взаимодействий
- Методы квантовой теории многих тел
- Численные методы, такие как квантовый метод Монте-Карло
Почему теоретическое описание важно? Оно позволяет:
- Интерпретировать экспериментальные данные
- Предсказывать новые эффекты
- Понять микроскопические механизмы, определяющие свойства системы
Модель Гейзенберга
- Спины ионов кобальта рассматриваются как квантовые объекты
- Учитываются обменные взаимодействия между ближайшими соседями
- Вводятся дополнительные члены для описания анизотропии
Перспективы применения K2Co2(SeO3)3
Уникальные свойства K2Co2(SeO3)3 открывают ряд перспектив для его практического применения:
- Создание квантовых битов (кубитов) для квантовых вычислений
- Разработка новых магнитных материалов с управляемыми свойствами
- Использование в качестве модельной системы для изучения фундаментальных квантовых эффектов
Почему K2Co2(SeO3)3 перспективен для квантовых вычислений? Димеризованные спины в этом соединении могут служить носителями квантовой информации, сохраняющими когерентность при относительно высоких температурах.
Квантовые биты на основе K2Co2(SeO3)3
Как можно реализовать кубиты на основе K2Co2(SeO3)3? Возможные подходы включают:
- Использование спиновых состояний димеров Co2+ в качестве логических состояний кубита
- Управление состояниями с помощью внешних магнитных полей
- Создание связанных систем димеров для реализации многокубитных операций
Сравнение K2Co2(SeO3)3 с другими спин-димерными системами
K2Co2(SeO3)3 не единственное соединение, демонстрирующее спин-димерное поведение. Как оно соотносится с другими подобными системами?
- SrCu2(BO3)2 — известный пример спин-димерной системы с геометрической фрустрацией
- BaCuSi2O6 — соединение с димерами Cu2+, демонстрирующее квантовый фазовый переход
- TlCuCl3 — система с сильным междимерным взаимодействием
Чем K2Co2(SeO3)3 выделяется среди этих соединений? Его особенностями являются:
- Более сильная магнитная анизотропия
- Отсутствие дальнего порядка до очень низких температур
- Уникальная геометрия расположения димеров
Сравнение с SrCu2(BO3)2
Как K2Co2(SeO3)3 отличается от SrCu2(BO3)2? Основные различия включают:
- Тип магнитных ионов (Co2+ vs Cu2+)
- Геометрия расположения димеров (треугольная vs квадратная решетка)
- Сила междимерных взаимодействий
Эти различия приводят к разному магнитному поведению соединений при низких температурах и в сильных магнитных полях.
Материалы Данные по K2Co2(SO4)3 (SG:198) по материалам проекта (набор данных)
Материалы Данные по K2Co2(SO4)3 (SG:198) по материалам проекта (набор данных) | Исследователь данных Министерства энергетики США- Набор данных
- Другие связанные исследования
Расчетные данные о материалах с использованием расчетов теории функционала плотности. Эти расчеты определяют электронную структуру объемных материалов путем решения приближений к уравнению Шредингера. Для получения дополнительной информации см. https://materialsproject.org/docs/calculations
- Авторы:
- Проект материалов
- Дата публикации:
- Другие номера:
- мп-31523
- Номер контракта с Министерством энергетики:
- АЦ02-05Ч21231; EDCBEE
- Исследовательская организация:
- Национальная лаборатория Лоуренса Беркли. (LBNL), Беркли, Калифорния (США). Материалы LBNL Проект
- Организация-спонсор:
- Департамент науки Министерства энергетики США (SC), Базовые энергетические науки (BES)
- Сотрудничество:
- Массачусетский технологический институт; Калифорнийский университет в Беркли; герцог; У Лувен
- Тема:
- 36 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
- Ключевые слова: кристаллическая структура
- ; Co2 K2 O12 S3; Со-К-О-С; ICSD-81082; ICSD-81083; ICSD-40990; электронная полосовая структура
- Идентификатор ОСТИ:
- 1205726
- DOI:
- https://doi.
org/10.17188/1205726
org/10.17188/1205726Форматы цитирования
- MLA
- АПА
- Чикаго
- БибТекс
Проект материалов. Материалы Данные по K2Co2(SO4)3 (SG:198) по материалам проекта . США: Н. П., 2014.
Веб. дои: 10.17188/1205726.
Копировать в буфер обмена
Проект материалов. Материалы Данные по K2Co2(SO4)3 (SG:198) по материалам проекта . Соединенные Штаты. Дои: https://doi.org/10.17188/1205726
Копировать в буфер обмена
Проект материалов. 2014.
«Данные материалов по K2Co2 (SO4) 3 (SG: 198) по проекту материалов». Соединенные Штаты. дои: https://doi.org/10.17188/1205726. https://www.osti.gov/servlets/purl/1205726.
Копировать в буфер обмена
@article{osti_1205726,
title = {Данные о материалах по K2Co2(SO4)3 (SG:198) по проекту материалов},
author = {Проект материалов},
abstractNote = {Вычисленные данные о материалах с использованием расчетов теории функционала плотности. Эти расчеты определяют электронную структуру объемных материалов путем решения приближений к уравнению Шредингера. Для получения дополнительной информации см. https://materialsproject.org/docs/calculations},
doi = {10.17188/1205726},
журнал = {},
номер = ,
том = ,
место = {США},
год = {2014},
месяц = {7}
}
Копировать в буфер обмена
Просмотр набора данных
DOI: https://doi.org/10.17188/1205726
Экспорт метаданных
Сохранить в моей библиотеке
Чтобы сохранять документы в библиотеку, необходимо войти в систему или создать учетную запись.
Аналогичные записи в DOE Data Explorer и коллекции OSTI.GOV:
- Аналогичные записи
易失性的自旋12二聚体化合物K2Co2（SeO3）3,Physical Review B — X-MOL
当前位置： X-MOL 学术 › физ. Преподобный Б › 论文详情
易失性的自旋12二聚体化合物K2Co2(SeO3)3
Физический обзор B (
ЕСЛИ
3.
908
) Дата публикации : Руидан Чжун, Шу Го, Лой Т. Нгуен, Роберт Дж. Кава
在 k 的 内 和 平 面 外磁场 下 的 磁化率 ， 磁化 强度 比热 测量 测量
2有限 公司
2(
3) 3报告 单晶。 该 化合物 的 的 二 ， ， 是 是 ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ，由 共 共 自旋 1/2 COO 的 化合物 制成 的
6八 ， 坐 在 几何 上 令 人 沮丧 的 三角形 平面 的 角上。 不 到 到 至 0,35 К 的 距离 磁 有序 找 到 低 0,35 К 的 距离 有序 有序再 加上 拟合 温度 相关 的 磁化率 获得 的 较 大 负居 里 里-魏斯 ， 表明 该 系统 受 磁阻。 对 和 磁动力 性质 取向 和 依赖性 的 分析 表明 易轴 易轴 各 各 各 各 取向 取向 的 分析 存在 易轴 易轴向 异性 由于 几何 受挫 而 出现 的 磁 比 比 平面 的 磁场 更 能 平面 内 内 的 磁场 {一 世 引言} 自 二聚 体系统 由于 其 磁性 作用 可以 提供 进入 新型 的 作用 由于 其 磁性 作用 可以 进入 新型 状态 作用 由于 其 磁性 作用 提供 新型 低温 作用 作用因此目前正受到广泛的理论和实验研究[1,2]。
小 号 = 0)-整体 非磁性 基态 的 基本 部分 ， 在 没有 进一步 耦合 的 情况 ， 不 会 低 至 零 温度 的 磁性 排序 排序 排序。 （（（） （.
