三角阻挫磁性材料的分数磁化平台及相关新效应研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11574098
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    73.0万
  • 负责人：
    王俊峰
  • 依托单位：
    华中科技大学
  • 学科分类：
    A2003.凝聚态物质输运性质
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2015
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Frustrated magnet is now an important topic in condensed matter physics owing to their degenerate ground state, elementary excitations and behavior of quantum phase transition. With the application of magnetic fields, this kind of materials usually undergoes quantum phase transition from disorder to order, leading to a variety of new quantum states and physical phenomena. Particular interest is given by the novel quantum state called fractional magnetization plateau. This phenomenon is only observed in sufficient magnetic fields due to relatively large exchange interactions in these materials. With respect to this reason, pulsed high magnetic field becomes one of the most powerful tools to study this macroscopic quantum effect. In the present project, we will focus our interests on two-dimensional triangular magnets. Various pulsed field techniques will be employed to investigate origin of magnetization plateau, the relationship of multiferroic, and the effect of itinerant electrons. Through these works, we expect to solve some basic problem in frustrated magnets, establish the correlation between various interactions and quantum states in complex many-body system, and also explore some new physics and novel states in high magnetic fields.
阻挫磁性材料通常具有能量简并的量子基态、元激发和量子相变行为，是目前凝聚态物理的研究热点。在外加磁场下，这类材料往往会发生无序到有序的量子相变，导致各种新奇量子态的产生，并呈现出许多内涵极为丰富的物理特性。其中一种物理现象就是分数磁化平台。由于材料内部交换作用力往往比较大，这种宏观量子效应一般需要在强磁场下才能观测和研究。脉冲强磁场作为一种极端实验条件，成为研究这类量子现象的有力手段之一。本项目计划利用脉冲强磁场实验条件，研究具有二维特征的三角基阻挫磁性材料，具体包括研究磁化平台的形成机制、多铁性与平台之间的关联、巡游电子对平台的影响等科学问题。通过本项目，希望解决阻挫磁性材料研究中的某些问题，建立复杂多体物理中各种相互作用与量子态之间的关联，并探索极端实验条件下的新现象、新物态。

结项摘要

由于同时具有低维和阻挫两种特性，低维阻挫磁性材料在低温和磁场下呈现出丰富的物理现象，如简并量子基态、分数磁化平台、多铁性等，成为研究量子效应和新奇量子物态的理想载体。本项目重点研究了四类不同的低维阻挫磁性材料：(1)具有准一维螺旋自旋链结构的R2V2O7(R=Ni,Co)；(2)准一维Ising自旋链结构的alpha-CoV2O6和Zigzag链FeNbO4；(3)准二维六角锰氧化物RMnO3(R=Ho-Yb)；(4)准二维Kagome结构Ni3V2O8。我们成功合成了以上磁性材料的单晶样品，并开展了系统的低温、强磁场下的物性研究。通过本项目，我们获得了以下研究进展：首先，发现了具有量子磁化平台的新材料，揭示R2V2O7系统在强磁场下不仅具有很宽的1/2磁化平台，还具有磁场诱导的多铁性；第二，发现了一些新物理现象，如Ni3V2O8反常磁电记忆效应、Co2V2O7磁场驱动的铁电极化反转和翻转，并给出了物理解释；第三，探索了新的量子物态，如Ni2V2O7自旋向列态、Co2V2O7磁子波色-爱因斯坦凝聚；第四，澄清了一些物理争议，如RMnO3磁对称性和磁相图确定、alpha-CoV2O6多步磁化台阶和自旋动力行为的成因；第五，加深对磁化平台物理本质的理解，结合理论计算合理解释了R2V2O7和Ni3V2O8的量子磁化平台物理起源。

项目成果

期刊论文数量（21）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Anisotropic magnetization plateaus in S-eff=1/2 skew-chain single-crystal Co2V2O7
S-eff=1/2 斜链单晶 Co2V2O7 中的各向异性磁化平台
  • DOI：
    10.1103/physrevb.99.134434
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    PHYSICAL REVIEW B
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Yin L.;Ouyang Z. W.;Wang J. F.;Yue X. Y.;Chen R.;He Z. Z.;Wang Z. X.;Xia Z. C.;Liu Y.
  • 通讯作者：
    Liu Y.
High-field phase diagram and phase transitions in hexagonal manganite ErMnO3
六方锰矿 ErMnO3 的高场相图和相变
  • DOI：
    10.1103/physrevb.97.214419
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    PHYSICAL REVIEW B
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Liu Y. J.;Wang J. F.;Sun X. F.;Zhou J. -S.;Xia Z. C.;Ouyang Z. W.;Yang M.;Liu C. B.;Chen R;Cheng J. -G.;Kohama Y.;Tokunaga M.;Kindo K.
  • 通讯作者：
    Kindo K.
The crucial role of Mn spiral spin order in stabilizing the Dy-Mn exchange striction in multiferroic DyMnO3
Mn螺旋自旋顺序在稳定多铁性DyMnO3中Dy-Mn交换限制中的关键作用
  • DOI：
    10.1039/c6cp06369a
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    Wang H. W.;Li C. L.;Yuan S. L.;Wang J. F.;Lu C. L.;Liu J. -M.
  • 通讯作者：
    Liu J. -M.
Layered Cu-7(TeO3)(2)(SO4)(2)(OH)(6) with Diluted Kagome Net Containing Frustrated Corner-Sharing Triangles
层状 Cu-7(TeO3)(2)(SO4)(2)(OH)(6) 与含有受挫角共享三角形的稀释 Kagome 网
  • DOI：
    10.1021/acs.inorgchem.6b02209
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Inorganic Chemistry
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Guo Wen Bin;Tang Ying Ying;Wang Junfeng;He Zhangzhen
  • 通讯作者：
    He Zhangzhen
Honeycomb-lattice antiferromagnet Mn2V2O7: a temperaturedependent x-ray diffraction, neutron diffraction and ESR study
蜂窝晶格反铁磁体 Mn2V2O7：温度依赖性 X 射线衍射、中子衍射和 ESR 研究
  • DOI：
    10.1088/2053-1591/aa67d6
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Materials Research Express
  • 影响因子：
    2.3
  • 作者：
    Sun Y C;Ouyang Z W;Xiao Y;Su Y;Feng E;Fu Z;Jin W T;Zbiri M;Xia Z C;Wang J F;Rao G H
  • 通讯作者：
    Rao G H

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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    丁怡
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  • DOI：
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  • 发表时间：
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  • 通讯作者：
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  • 影响因子：
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  • 作者：
    刘亚丽;王俊峰;吴青柏
  • 通讯作者：
    吴青柏

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强磁场驱动的铁电相及物理效应研究
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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