物理人榮譽

賀 鄭弘泰博士 榮獲 2009年 中央研究院年輕學者研究著作獎

刊登日期:2009-05-25

得獎簡評:

磁鐵礦(Fe3O4)是個非常獨特, 非常有趣的材料, 它是人類最早發現也最早學會使用的磁性物質. 1940年代Verwey發現在溫度120K時,Fe3O4由導電材料變成絕緣體。他認為這個金屬-絕緣相變是個電荷有序-無序相變,然而近70年來,實驗與理論物理學家一直無法證實這個想法是否正確. 另一方面, 半個多世 紀以前(1956)固態物理大師P.W.Anderson提出在Fe3O4中電荷有序排列存在的條件. 據此計算在Verwey相變時entropy 的變化卻與比熱量測實驗相差甚多. 因此磁鐵礦之Verwey 相變機制可說是個世紀之謎。
鄭弘泰博士與他的合作者發表一系列的作品探討磁鐵礦(Fe3O4)在被冷凍至120K時,所發生的由導體轉成絶緣體相變化(Verwey Transition)之物理機制。他們提出一個透過電子在空間與其軌域都具有有序性(Charge-Orbital Ordering)而引發這種相變化的新思考方向, 他們計算發現Fe3O4不但具有電荷空間有序性, 更具有電子軌域有序性, 後者並扮演了穩定前者之角色, 此理論成功地解釋了電荷有序排列以及相變時entropy 的變化這個世紀之謎。這項突破的理論工作是Verway Transtion在1939年被發現後,有關其複雜物理機制研究的重要里程碑。

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