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當今凝聚態物理研究中最重要的問題之一是揭示磁性材料中的高溫超導機制。帶有自旋的電子常被認為是局域在磁性離子實周圍的，而形成電流的電子則被視為在晶格中巡游。但事實上這兩者均為同一粒子。因此，這對立的兩面如何共同協助超導形成，是一個非常有趣的問題。這種“非常規”的機制與銅基超導體、鐵基超導體以及重費米子超導體都密切相關。 在具有多個電子軌道的體系，例如鐵基超導材料中，電子自旋和軌道自由度的相互作用使得這個問題更為復雜。李源研究員與合作者之前的研究報道已經揭示了自旋-軌道耦合對材料的磁性性質有非常重要的影響。他們的實驗同時還表明鐵基超導材料中的磁性具有巡游與局域的雙重特性。這并不是一個完全意外的結果，因為已有的一些理論研究也說明鐵基超導體可以被所謂“洪德金屬”的模型描述。不過自旋-軌道耦合以怎樣的方式影響鐵基材料中的超導機理，依然是一個未知的問題。Figure 1. (a-c) Imaginary part of dynamic spin susceptibility measured at different temperatures. (d) Imaginary part of dynamic spin susceptibility integrated over 4-8 meV based on the data in (a) and (b). 現在，李源研究組及合作者采用基于飛行時間原理的中子散射譜學技術，發現在一種鐵基超導材料中，有一類特定的磁激發對超導的形成至關重要，其作用機理與材料中的自旋-軌道耦合效應密切相關。這項工作于2019年1月4日發表在《物理評論快報》上。 這項研究針對的是近年來發現的空穴摻雜的“122”體系鐵基超導材料中新奇四重對稱性磁相。在傳統的二重對稱性磁相中，電子自旋指向在晶體的ab面內，而在這種新發現的磁相中電子的自旋指向沿晶體的c方向。有這種四重對稱性磁相的晶體中超導溫度也被壓制。該項研究旨在探索超導的壓制與四方磁相中探測到的譜學特征的聯系。基于這一目的，研究組瞄準了Sr1-xNaxFe2As2這一種有魯棒性的四方磁相，且較易制備大單晶的鐵基超導材料。Figure 2. (a-b) Constant-Q cuts measured at (0.5, 0.5, 1) and (0.5, 0.5, 3), with background subtracted. (c-d) Intensity difference between 6 K and 20 K at L = 1 and 3. 實驗發現，在材料發生從二重對稱性（圖1a, T = 80 K）轉化為四重對稱性（圖1b, T = 20 K）的相變后，低能的自旋激發發生了顯著的變化。根據中子散射截面與散射幾何的關系，在L = 1處測量到的信號中c方向的磁激發有更大的比重，而在L = 3處則可探測到更多的ab面內的磁激發。圖1d顯示，當溫度從80 K降到20 K后，由于自旋的方向發生偏轉到了c方向，在低能激發中將難以沿c方向時自旋的長短發生改變，因此低能磁激發中c方向的自旋激發被抑制。實驗還發現了重要的一點：超導相（圖1c, T = 6 K）的自旋激發相對非超導相的自旋激發有輕微的改變，這說明材料超導與的磁性質相關聯。進一步的分析（圖2）發現，這種改變主要發生在L = 1的位置，這說明在四重對稱性磁相中，盡管c方向的磁激發被抑制，但它們仍然是與超導關系最密切的磁激發。這項結果揭示了在多軌道序洪德金屬中實現高溫超導的一個“兼容性”要求：局域的磁矩必須能夠為巡游電子提供后者在實現超導配對過程中所需的磁激發。由于在四重對稱性磁相中，該要求恰好不被滿足，所以超導溫度被抑制。 量子材料科學中心博士研究生郭見青和岳莉為該項工作的共同第一作者。相關的中子散射實驗是由日本的MLF, J-Parc用戶實驗項目支持完成的。這項工作由量子材料科學中心李源研究組和張焱研究組合作完成。研究課題得到了中國自然科學基金委和科技部項目的資助。References:[1] C. Wang et al., Phys. Rev. X 3, 041036 (2013).[2] M. Ma et al., Phys. Rev. X 7, 021025 (2017).[3] Z.P. Yin et al., Nat. Mater. 10, 932 (2011).[4] J. Guo, L. Yue et al., Phys. Rev. Lett. 122, 017001 (2019).

在具有多個電子軌道的體系，例如鐵基超導材料中，電子自旋和軌道自由度的相互作用使得這個問題更為復雜。李源研究員與合作者之前的研究報道已經揭示了自旋-軌道耦合對材料的磁性性質有非常重要的影響。他們的實驗同時還表明鐵基超導材料中的磁性具有巡游與局域的雙重特性。這并不是一個完全意外的結果，因為已有的一些理論研究也說明鐵基超導體可以被所謂“洪德金屬”的模型描述。不過自旋-軌道耦合以怎樣的方式影響鐵基材料中的超導機理，依然是一個未知的問題。Figure 1. (a-c) Imaginary part of dynamic spin susceptibility measured at different temperatures. (d) Imaginary part of dynamic spin susceptibility integrated over 4-8 meV based on the data in (a) and (b). 現在，李源研究組及合作者采用基于飛行時間原理的中子散射譜學技術，發現在一種鐵基超導材料中，有一類特定的磁激發對超導的形成至關重要，其作用機理與材料中的自旋-軌道耦合效應密切相關。這項工作于2019年1月4日發表在《物理評論快報》上。 這項研究針對的是近年來發現的空穴摻雜的“122”體系鐵基超導材料中新奇四重對稱性磁相。在傳統的二重對稱性磁相中，電子自旋指向在晶體的ab面內，而在這種新發現的磁相中電子的自旋指向沿晶體的c方向。有這種四重對稱性磁相的晶體中超導溫度也被壓制。該項研究旨在探索超導的壓制與四方磁相中探測到的譜學特征的聯系。基于這一目的，研究組瞄準了Sr1-xNaxFe2As2這一種有魯棒性的四方磁相，且較易制備大單晶的鐵基超導材料。Figure 2. (a-b) Constant-Q cuts measured at (0.5, 0.5, 1) and (0.5, 0.5, 3), with background subtracted. (c-d) Intensity difference between 6 K and 20 K at L = 1 and 3. 實驗發現，在材料發生從二重對稱性（圖1a, T = 80 K）轉化為四重對稱性（圖1b, T = 20 K）的相變后，低能的自旋激發發生了顯著的變化。根據中子散射截面與散射幾何的關系，在L = 1處測量到的信號中c方向的磁激發有更大的比重，而在L = 3處則可探測到更多的ab面內的磁激發。圖1d顯示，當溫度從80 K降到20 K后，由于自旋的方向發生偏轉到了c方向，在低能激發中將難以沿c方向時自旋的長短發生改變，因此低能磁激發中c方向的自旋激發被抑制。實驗還發現了重要的一點：超導相（圖1c, T = 6 K）的自旋激發相對非超導相的自旋激發有輕微的改變，這說明材料超導與的磁性質相關聯。進一步的分析（圖2）發現，這種改變主要發生在L = 1的位置，這說明在四重對稱性磁相中，盡管c方向的磁激發被抑制，但它們仍然是與超導關系最密切的磁激發。這項結果揭示了在多軌道序洪德金屬中實現高溫超導的一個“兼容性”要求：局域的磁矩必須能夠為巡游電子提供后者在實現超導配對過程中所需的磁激發。由于在四重對稱性磁相中，該要求恰好不被滿足，所以超導溫度被抑制。

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產品詳細介紹 ActivEngage2是一個虛擬的學生反饋系統，使得學生通過平板電腦、筆記本電腦和移動手持設備來參與課堂討論或以他們自己的進度來學習。 ActivEngage2一瞥： ?目前僅提供英文版本。 ActivEngage有14種語言可供選擇，請參閱ActivEngage產品頁面。 ?可用于電腦，平板電腦和移動設備（蘋果iOS，安卓?和Windows系統）。包括普羅米休斯的ActivTablet. ?自學模式，讓學生按照自己的進度和水平學習，并提供即時反饋。 ?實時結果讓教師持續地測試學生的理解程度，并根據學生的需求調整教學。 一款基于軟件的學生反饋系統 ActivEngage2是一款基于軟件的學生反饋系統，是用于1對1的筆記本、計算機實驗室、平板電腦和移動手持設備的學校的理想選擇。ActivEngage2能將當前的技術投資最大化，使學生能夠以現有設備回答問題，不再需要額外的硬件。 用普羅米休斯的屢獲殊榮的軟件ActivInspire將問題呈現在交互式顯示屏上或口頭提出問題，學生們通過電腦或手持設備上的虛擬設備來應答。 ActivEngage2自學功能來分配測驗，鼓勵學生按自己的進度和理解水平來完成不同難度的測驗。盡量利用現有的課堂技術，通過一個直觀的，集成的應用程序，即時洞察學生的理解和進步程度。 旨在您共同成長，ActivEngage2可以在單個教室里面或整個校園內外進行虛擬投票。這款軟件可以在單個教室或網絡服務器上進行集中管理。 為什么選擇ActivEngage2？ 簡化教學管理 與ActivExpress相結合，ActivEngage2讓你能即時評測出學生的掌握程度，得到教學支持，確定學生的成長趨勢，并提前解決潛在的挑戰。 運用自學功能 ActivEngage2自學功能來分配不同難度的測驗，學生可以按自己的進度和理解水平來完成，并查看即時反饋。老師們利用詳細結果數據，給在學習上遇到困難的學生提供及時的幫助，并決定是否要花費額外時間在這節課的講解內容上或繼續進行下一個課程。 降低成本 不需要額外的硬件，優化現有的技術投資。 主要特征 ?多種回復類型——學生們可以回復完整句子、數字、符號、數學方程、分數、對／錯、利開特式量表等等。 ?實時報告——即時追蹤每個學生的進步，調整教學，以提高學生對關鍵概念的理解能力。 ?跨平臺功能——客戶可以在Web瀏覽器或移動設備的iOS和Android平臺上同時使用，允許混合部署。 ActivEngage2也可用與手持學生反饋設備ActivExpression2同時使用。 ?虛擬軟件——ActivEngage2可與任何型號的交互顯示器搭配使用，而且還可以獨立工作，僅與一臺投影機或網絡設備一起使用。 ?中央控制和可擴展性——基于網絡注冊，在單間教室、整個校園內外實現虛擬投票功能。或者用ActivHub在旅途中學習。 下載ActivEngage2 ，免費在3臺學生設備上試用。 技術參數 配件需求 ? ActivEngage2電腦版（Windows和Mac系統） ? ActivEngage2 移動用戶終端（蘋果iOS和Android設備使用的標準Web瀏覽器和原生客戶端的網絡終端） 基本系統需求 ActivEngage2電腦版 ?Windows系統：奔騰4——1 GHz處理器、20 MB 磁盤空間、2 GB系統內存 微軟Windows操作系統：Windows XP Pro SP3、Windows 7、Windows 8、Windows Server 2008及以上操作系統 ?Mac：Mac OS X10.6（雪豹）及以上操作系統 ActivEngage2移動用戶終端（學生設備） ?iOS：任何支持的iOS 5.0及以上的設備 ?Android： 3.2及以上 ?網頁版： Internet Explorer 8及以上； Google Chrome； Firefox 15及以上； Safari 5及以上 安裝 ActivEngage2需要 ActivDriver v 5.9.16或更高版本、 ActivInspire個人版/專業版1.7.61884或更高版來注冊用戶端和主導投票環節。導入ExamView? 和XML文件、將問題和答案導出到Excel? 需要ActivInspire專業版。軟件安裝需要管理員/特權訪問權限。用戶只能通過 Promethean Planet來安裝或更新最新版本軟件。 查看ActivEngage2產品規格書。 在Promethean Planet查看ActivEngage2下載信息。 常見問題 ActivEngage2包含什么？ ? ActivEngage2電腦版 ? 移動用戶終端(蘋果iOS和Android設備使用的標準Web瀏覽器和本機應用程序客戶端） ? 購買了一個ActivEngage2許可證的用戶有機會免費從ActivInspire個人版升級到專業版一個ActivEngage2許可證可以供30名或更多的學生使用。 ActivEngage2支持何種語言？ ? ActivEngage2目前是英語版。 ? ActivEngage2蘋果iOS和安卓設備客戶端可以在App Store (iOS設備)或者亞馬遜應用程序(安卓設備)商店；美國、英國、愛爾蘭、澳大利亞、加拿大、新西蘭、香港和新加坡的Google Play (安卓設備)上購買。 運行ActivEngage2需要何種軟件？ 運行ActivEngage2需要ActivInspire 1.7.6188或以上更高級版本。登錄 www.PrometheanPlanet.com 下載和更新ActivInspire到1.7.6188。登錄之后，找到 ActivInspire下載頁面。如果您還不是Promethean Planet的會員，您需要在下載之前注冊。 哪里可以下載軟件？ 電腦版 ?請在Promethean Planet網站上找到ActivEngage2軟件鏈接。 直接登錄 www.PrometheanPlanet.com ，找到 ActivEngage2下載頁面。 移動用戶終端(學生設備) ?本機應用程序客戶端--首先登錄  www.PrometheanPlanet.com ，找到 ActivEngage2下載頁面。如果您還不是Promethean Planet的會員，您需要在下載之前注冊。The 本機應用程序客戶端可直接通過移動設備在App Store (iOS設備)或者亞馬遜應用程序(安卓設備)商店來下載。請直接搜索 "Promethean ActivEngage2"然后根據提示來操作便可。 ?網頁終端--網頁版不需要下載。請觀看ActivEngage2下載頁面上名為"ActivEngage2 Client Installation"的視頻了解詳情。 如何通過網絡來安裝？ 請在ActivEngage2下載頁上找到ActivEngage2網絡下載指南。 能連接一個虛擬中心的設備最大數值是多少？ 450 我需要在同一個網絡上安裝ActivEngage2電腦版和移動版嗎？ ActivEngage2電腦版和移動版必須能夠訪問相同的網絡連接。 我可以試用ActivEngage2？ 可以! 您可以在Promethean Planet下載并試用ActivEngage2電腦版和三個移動用戶終端。