近日發表在《科學進展》上的一篇新研究，揭示了摻有釕的鈾鈷鋁體系具有極強的自旋軌道耦合和電子相關性，並且創下了振奮人心的能斯特電導率紀錄。SCITechDaily指出，這類合金在材料拓補與強電子相關性研究領域擁有光明的前景，或於未來某天在量子信息技術中得到應用。

（圖自：LANL）

新研究表明，這種鈾-鈷-釕-鋁合金具有很強的熱電特性，熱量產生的橫向電壓，是前紀錄保持者（鈷-錳-鎵化合物）的四倍。

這一結果為元素週期表底部的錒系元素挖掘出了新的潛力，並為拓補量子材料的研究指明了新的方向。

研究配圖- 1：晶體結構與理論計算

在2021年3月26發表於《科學進展》期刊的這篇文章（傳送門）中，首席研究員Filip Ronning介紹了他們在鈾-鈷-鋁體系中發在的大自旋軌道耦合和強電子相關性。

極其反常的能斯特電導率，表明鈾和錒系合金在材料拓補與強電子相關性研究方面很有前途。隨著理解和調節的深入，我們有望在未來某一天成功利用其中的一些出色反應。

研究配圖- 2：縱向傳輸與磁化性質

當材料將熱流轉換成電壓時，機會產生能斯特響應，這種熱電現象可用於從熱源發電的設備中。

當前最著名的例子，包括洛斯阿拉莫斯（Los Alamos）國家實驗室部分開發的放射性同位素熱電發生器（RTG）、以及毅力號火星車上。

研究配圖- 3：鈾合金材料產生的巨大的反常橫向響應

更激動人心的是，這種反常的巨大能斯特效應，似乎是由材料本身豐富的拓補結構所引發的。

金屬拓補結構的一種結果，就是催生了橫向速度。除了能斯特響應，還可用於其它效應，比如有望在各種量子信息技術中得到應用的新穎的表面狀態。

研究配圖- 4：各種磁體的反常霍爾和珀爾帖電導率

最終，洛斯阿拉莫斯研究團隊新開發的鈾合金系統，可達成每開爾文溫差@ 23 微伏的電壓，是此前同樣歸於此類拓補的鈷-錳-鎵合金的四倍。

有關這項研究的詳情，可移步至Science Advances 期刊上查看，原標題為《Colossal anomalous Nernst effect in a correlated noncentrosymmetric kagome ferromagnet》。