研究人員提供了直接證據，證明新型二十面體準晶體的磁性取決於每原子中的電子比例。東京科學大學的Ryuji Tamura教授的團隊合成了一種由金、鎵和鏑組成的新型二十面體準晶體（i QC）。新的i QC表現出可調控的鐵磁性和高相位純度，這使得對準晶體中鐵磁性的研究更加集中。

二十面體類晶體（i QCs）–它們是擁有特殊幾何結構和長程秩序的固體，具有晶體學上的對稱性，但沒有周期性，顯示出有趣的物理和磁性特性。資料來源：東京科學大學的田村龍二教授

該研究顯示，磁相互作用的平衡和i QCs中的奇異磁性訂單的存在是可以控制的，這為磁性技術的發展提供了潛在的進展。

類晶體（QCs）具有奇特的結構和有趣的原子排列。儘管從外觀上看它們與晶體相似，但在原子尺度上，它們缺乏週期性，儘管是有序的。這樣的結構安排賦予了準晶體以對稱性和其他在晶體中缺少的特殊屬性。特別是具有特殊幾何結構的二十面體QCs（i QCs），顯示出有趣的磁性。

在最近的一項突破中，由東京科學大學（TUS）的Ryuji Tamura教授領導的一個研究小組在金-鎵-钆和金-鎵-铽i QCs中發現了鐵磁秩序。然而，這些i QCs並不適合進一步研究i QCs中的鐵磁性，因為它們還含有很大一部分的近似晶體（AC）相。ACs具有與QCs類似的結構，但由於它們也具有磁性，這就乾擾了對QC相的磁性的單獨研究。

為了彌補這一差距，田村教授的團隊現在已經合成了一種新型的金-鎵-鏑（Au-Ga-Dy）i QC。據田村教授說，”Au-Ga-Dy i QC是鐵磁性的，高度可調諧的，並且具有高相位純度”。該研究小組，包括來自TUS的Ryo Takeuchi先生和Farid Labib博士，在《物理評論快報》雜誌上發表了他們的發現。。

(a) Au68-xGa17+xDy15 i QCs的粉末X射線衍射圖案。在所有的圖案中，峰被索引為原始i QCs的峰，表明形成了高純度的i QCs (b) Au65Ga20Dy15 i QC沿五倍軸的選定區域電子衍射圖案。資料來源：東京科學大學的Ryuji Tamura教授

新的i QCs是用含有15% Dy、62-68% Au和23-17% Ga的母合金製備的。這些母合金是通過電弧熔化和快速淬火合成的。使用粉末X射線衍射、電子顯微鏡、電子衍射和磁感應強度測量對結果的i QCs進行了研究。

研究人員發現，合成的i QC是多晶體，具有高純度的鐵磁相。他們進一步能夠描述鐵磁轉變的平均場性質。

研究人員還發現，新的i QCs在每原子電子數（e/a）比例為1.70時表現出最大的魏氏溫度，這是鐵磁轉變中的一個重要參數，這與以前對ACs的發現一致。這一發現表明，i QCs的磁性能可以通過魏斯溫度和e/a比率（一個表明i QCs的費米能變化的參數）得到很好的調整。此外，這些發現表明，鐵磁和反鐵磁相互作用的平衡，以及奇異磁序的存在，可以通過轉移費米能或調整e/a比率來調控i QCs。

(a) Au68-xGa17+xDy15 i QCs的場冷磁感應強度（M/H）的溫度依賴性(b) 在0-25K範圍內樣品的比熱作為溫度T的函數。

“純可調諧鐵磁準晶體的發現有可能徹底改變和擴大基於晶體的學術體系。”田村教授總結說：”將我們的發現應用於目前該領域的理論工作，例如，在非共面自旋構型領域，如刺猬和旋渦構型，可以導致i QCs中各種非傳統的物理特性，包括反常和拓撲霍爾效應。”

這些發現為磁性材料的新領域鋪平了道路，推動了磁性數據存儲、自旋電子學和磁性傳感器等技術的發展。