物理学院学术报告（第35期）

报告题目：中子散射技术对低维阻挫氧化物的量子磁性研究

报告专家：马杰 教授 上海交通大学

报告时间：2025年6月27日（周五）10：00

报告地点：理6栋302       邀请人：赵纪军

报告摘要：

在磁矩较小时，强关联低维阻挫体系的自旋、电子、晶格和轨道之间复杂相互作用极易受到量子效应的影响，表现出一系列奇异的物性。例如，二维传统几何阻挫三角晶格反铁磁体在磁场下依次表现出120°相、Ising（上-上-下）相、伞形相等等。近十年来，随着交换阻挫的提出，二维蜂巢体系吸引了科研界的极大兴趣：其零磁场基态虽为非共线锯齿-之字形自旋结构，但是对应的Kitaev模型在磁场下可以诱导出类量子自旋液体行为并且严格求解。尽管这些量子态及修正已经有了大量的理论工作，但是相关自旋激发的实验工作仍然十分有限。我们利用弹性和非弹性中子散射技术对基态及磁场下的各相开展测量，观察到了该系统中的强量子效应。通过与线性和非线性自旋波理论的详细比较，我们发现海森堡相互作用对相关量子态的影响。此外，我们还将对S = 1/2的链状氧化物和5/2的三角晶格反铁磁阻挫材料中量子效应及维度的竞争开展相关讨论。

专家简介：

马杰，上海交通大学物理与天文学院教授国家“国家高层次青年人才”、上海市领军人才、教育部“国家高层次人才”。2003年本科毕业于中国科学技术大学材料科学与工程系；2010年于美国衣阿华州立大学天文与物理系获得博士学位；2010年至2016年在美国橡树岭国家实验室中子散射中心和田纳西大学天文与物理系担任博士后。长期从事凝聚态物理前沿实验研究方面的工作，尤其是运用中子散射及同步辐射X光技术对强关联体系功能材料的晶体结构、声子谱和磁子谱进行研究，探讨材料中电子、磁子、声子和轨道等相互作用及其导致的诸如电荷有序、轨道晶格耦合、自旋晶格相互作用等新奇量子效应和物理现象，以及这些效应对功能材料中各种性能的影响。已在Science, Nature子刊, PNAS, PRL等杂志上发表论文120多篇，引用8800余次。