論文の概要: Embracing Disorder in Quantum Materials Design

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.18379v1
• Date: Wed, 28 Feb 2024 15:00:25 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-29 14:47:49.173103
• Title: Embracing Disorder in Quantum Materials Design
• Title（参考訳）: 量子材料設計における障害の受容
• Authors: A.R. Mazza, J. Yan, S. Middey, J. S. Gardner, A.-H. Chen, M. Brahlek, T.Z. Ward
• Abstract要約: 歴史的に、障害は材料設計において避けるべきものだと考えられてきた。 我々は、このパラダイムの反転が、高エントロピー酸化物量子材料の出現する分野におけるエキサイティングな可能性を可能にしたことを示す。 このように障害を受け入れる戦略は、次世代のマイクロエレクトロニクスおよび量子情報システムのために機能状態を設計できる、より広範なパレットを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Many of the most exciting materials discoveries in fundamental condensed matter physics are made in systems hosting some degree of intrinsic disorder. While disorder has historically been regarded as something to be avoided in materials design, it is often of central importance to correlated and quantum materials. This is largely driven by the conceptual and theoretical ease to handle, predict, and understand highly uniform systems that exhibit complex interactions, symmetries and band structures. In this perspective, we highlight how flipping this paradigm has enabled exciting possibilities in the emerging field of high entropy oxide (HEO) quantum materials. These materials host high levels of cation or anion compositional disorder while maintaining unexpectedly uniform single crystal lattices. The diversity of atomic scale interactions of spin, charge, orbital, and lattice degrees of freedom are found to emerge into coherent properties on much larger length scales. Thus, altering the variance and magnitudes of the atomic scale properties through elemental selection can open new routes to tune global correlated phases such as magnetism, metal-insulator transitions, ferroelectricity, and even emergent topological responses. The strategy of embracing disorder in this way provides a much broader pallet from which functional states can be designed for next-generation microelectronic and quantum information systems.
• Abstract（参考訳）: 基本凝縮物質物理学における最もエキサイティングな物質発見の多くは、ある種の内在性障害を含むシステムで行われている。 障害は歴史的に材料設計において避けるべきものとみなされてきたが、しばしば相関や量子材料に中心的な重要性を持つ。 これは、複雑な相互作用、対称性、バンド構造を示す高度に均一なシステムに対処し、予測し、理解するための概念的および理論的容易さによって主に導かれる。 この観点から、高エントロピー酸化物(HEO)量子材料が出現する分野において、このパラダイムの反転がエキサイティングな可能性を可能にしていることを強調する。 これらの材料は、予期せぬ均一な単結晶格子を維持しながら、高レベルのカチオンまたはアニオン組成障害を引き起こす。 スピン、電荷、軌道、格子自由度の原子スケール相互作用の多様性は、はるかに大きな長さスケールでコヒーレントな性質に現れる。 したがって、元素選択による原子スケール特性のばらつきと大きさの変化は、磁性、金属絶縁体転移、強誘電性、さらには創発的トポロジカル反応などの大域的相関位相を調整するための新たな経路を開くことができる。 このように障害を受け入れる戦略は、次世代のマイクロエレクトロニクスおよび量子情報システムのために機能状態を設計できるより広範なパレットを提供する。

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