中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心坐落于安徽省合肥市风景秀丽的科学岛，2008年4月30日经中国科学院批准成立，依托中国科学院合肥物质科学研究院管理（科发人教字〔2008〕133号），其前身是2005年12月20日成立的“合肥强磁场科学技术研究中心”。中心目标：发展强磁... 更多简介 +
稳态强磁场实验装置（SHMFF）是国家“十一五”重大科技基础设施，由中国科学院合肥物质科学研究院与中国科学技术大学联合承建攻关。装置于2008年启动建设，2017年通过国家验收。验收专家组一致认为，SHMFF“磁体技术和综合性能达到国际领先水平”，标志... 更多简介 +
近期，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心盛志高研究员团队依托强磁场下极低温太赫兹光谱和SQUID磁学测量，揭示了NaCrO2中短程磁序的高温存续现象及其诱导的低频声子模式异常演化规律，实现了对无长程磁序状态下强自旋-声子耦合效应的直接观测。该成果以“Short-range spin order and spin-phonon coupling in NaCrO2 revealed by terahertz spectra”为题发表于国际权威物理学期刊 Physical Review B。
探索量子材料的新奇自旋态与晶格动力学是新一代自旋电子器件研发的核心前沿，而阻挫磁性材料是寻找奇异量子相的理想平台。然而，如何在缺乏长程磁序的阻挫体系中直接探测自旋-声子耦合，仍是该领域面临的重要挑战。研究团队以自旋 S=3/2 的典型二维层状三角阻挫反铁磁体NaCrO2为研究对象，创新性地依托稳态强磁场实验装置（SHMFF）及变温太赫兹时域光谱系统展开深入研究。利用太赫兹波卓越的低频探测灵敏度，研究通过追踪变温太赫兹吸收谱，极其敏感地捕捉到了该体系微弱的磁状态演化。结果表明，NaCrO2中的短程自旋关联在远超相变温度下依然存续。在磁临界点，短程磁诱导的强自旋-声子耦合使低频声子发生频率与强度的突变，这种由Cr-O键重整化驱动的耦合效应，最终导致红外活性声子模式的极化强度获得了异常提升。
该研究不仅利用太赫兹光谱技术实现了对阻挫体系宏观声子与微观自旋演化过程的同步追踪，确立了晶格振动与短程自旋关联的定量关系，还为理解复杂体系中的耦合机制提供了全新见解。研究成果为操控量子材料中的晶格动力学及新一代自旋电子器件的发展奠定了坚实的物理基础。
强磁场科学中心博士生黄必文为该工作第一作者；强磁场科学中心盛志高研究员为通讯作者。该项研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金以及中国科学院战略性先导科技专项等项目的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1103/6chp-2z42
图1. （a）不同温度下NCO样品的消光系数图谱、（b）P1和P1*吸收峰积分面积和频率随温度变化统计图谱、（c）P2和P3吸收峰积分面积随温度变化统计图谱。
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