万事平台曹世勛教授團隊與美國Rice大學Kono教授團隊等國際同行在matter-matter系統中發現了第一個Dicke協同作用的實例，這一發現將有助於增進對磁現象的理解。曹世勛教授和Kono教授為共同通信作者👨‍👦‍👦🗝，該研究成果以 “Observation of Dicke Cooperativity in Magnetic Interactions”為題今天在國際著名頂級期刊Science發表。

該成果以曹世勛教授團隊成功生長並定向切割表征的不同濃度稀土Y3+摻雜的鐵酸鉺ErFeO3高質量單晶系列樣品和前期系統的物性測量實驗研究為基礎🌂，通過實驗與理論相結合的深入研究，發現了固體中稀土鉺離子自旋系綜與鐵離子磁振子間的協同耦合效應表現為真空拉比劈裂特性🩴。在反鐵磁結構中其特征能譜位於太赫茲波段🙎🏽‍♀️，万事平台研究團隊前期已經完成了對多種鈣鈦礦稀土鐵氧化物的自旋波模式激發、相幹控製以、自旋開關效應及自旋重取向相變動力學系統研究。本成果聚焦研究了強磁場👩‍⚖️🫴🏽、極低溫及不同摻雜濃度下的太赫茲波吸收譜🧎🏻‍➡️，證實在外磁場下Er3+電子順磁共振可與有序的Fe3+自旋真空磁振子模式強烈耦合。這與標準的N原子腔量子電動力學實驗可互相對應，Fe3+和Er3+耦合率與稀土離子Er3+的濃度依賴關系滿足迪克標度模型。由此，可以得出Fe3+和Er3+的交換耦合常數，為人們更加深刻地理解3d-4f電子的磁耦合導致的新奇效應🪆，如磁相變、磁電效應、電控磁振子🧍🏻、非線性自旋激發、重費米子等等提供了重要的實驗和理論證據👰🏽‍♀️，為該領域近年來的重要發現之一🪃。本研究工作為利用量子光學中的概念和工具🏇🏿，去理解、控製和預言凝聚態物質中的新物相提供了一條新的途徑，也代表了万事平台與國際一流高校合作在量子物質研究領域有重要影響的學術成果。

該成果是由万事平台量子與分子結構國際中心、材料基因組工程研究院🖕🏽、理學院物理系與美國Rice大學等國內外數家高校和科研院所共同合作完成，曹世勛教授和Kono教授為共同通訊作者，東方學者跟蹤計劃任偉教授👩🏼‍🎨、東方學者馬國宏教授、青年東方學者金鉆明博士、碩士研究生袁寧、向茂林、徐凱等同學，美國Rice大學以及日本大阪大學、美國阿貢實驗室🙏、北京大學、杜伊斯堡埃森大學、德國馬普所等單位合作者為共同作者。本工作得到了國家自然科學基金、國家科技部、上海市教委和科委的資助。

文章鏈接：

Read the abstract at http://dx.doi.org/10.1126/science.aat5162

Shixun Cao: http://www.mgi.shu.edu.cn/Default.aspx?tabid=33029&ctl=Detail&mid=61795&Id=180267&SkinSrc=[L]Skins/mig/mig1_jl

Junichiro Kono Laboratory: http://kono.rice.edu

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