It gedrach fan Mohr strepen en platte riemen yn 'e wittenskip fan wittenskip en kwantumfysika neamd "Magic Angle" twisted bilayer graphene (TBLG) hat luts grutte belangstelling fan wittenskippers, hoewol't in protte eigenskippen face ferwaarme debat. Yn in nije stúdzje publisearre yn it tydskrift Science Progress, Emilio Colledo en wittenskippers yn 'e ôfdieling Natuerkunde en Materialenwittenskip yn' e Feriene Steaten en Japan observearre supergeleiding en analogy yn twisted bilayer graphene. De Mott isolator steat hat in twist hoeke fan likernôch 0,93 graden. Dizze hoeke is 15% lytser dan de "magyske hoeke" hoeke (1.1 °) berekkene yn 'e foarige stúdzje. Dizze stúdzje lit sjen dat it berik "magyske hoeke" fan twisted bilayer graphene grutter is as earder ferwachte.
Dizze stúdzje leveret in skat oan nije ynformaasje foar it ûntsiferjen fan de sterke kwantumferskynsels yn twisted bilayer graphene foar tapassingen yn kwantumfysika. Natuerkundigen definiearje "Twistronics" as de relative draaihoeke tusken neistlizzende Van der Waals-lagen om moiré en platte banden yn grafeen te meitsjen. Dit konsept is in nije en unike metoade wurden foar it signifikant feroarjen en oanpassen fan apparaateigenskippen basearre op twadiminsjonale materialen om hjoeddeistige stream te berikken. It opmerklike effekt fan "Twistronics" waard foarbylden yn it pionierswurk fan 'e ûndersikers, oantoand dat as twa single-layer graphene lagen wurde steapele op in "magyske hoeke" twist hoeke fan θ = 1.1 ± 0.1 °, in hiel platte band ferskynt. .
Yn dizze stúdzje, yn 'e twisted bilayer graphene (TBLG), wie de isolearjende faze fan' e earste mikrostrip (strukturele funksje) fan 'e superlattice by de "magyske hoeke" semi-fol. It ûndersyksteam hat bepaald dat dit in Mott-isolator is (in isolator mei supergeliedingseigenskippen) dy't supergeleiding fertoant op wat hegere en legere dopingnivo's. It fazediagram toant de hege temperatuer-supergeleider tusken de supergeleidende oergongtemperatuer (Tc) en de Fermi-temperatuer (Tf). Dit ûndersyk late ta grutte belangstelling en teoretyske debat oer graphene band struktuer, topology en ekstra "Magic Angle" semiconductor systemen. Yn ferliking mei it orizjinele teoretyske rapport is eksperiminteel ûndersyk seldsum en is krekt begon. Yn dizze stúdzje hat it team oerdrachtmjittingen útfierd op 'e "magyske hoeke" twisted bilayer graphene dy't de relevante isolearjende en supergeleidende steaten sjen litte.
In ûnferwachte ferfoarme hoeke fan 0,93 ± 0,01, dat is 15% lytser as de fêststelde "Magic Angle", is ek de lytste rapportearre oant no ta en fertoant supergeleidende eigenskippen. Dizze resultaten jouwe oan dat de nije korrelaasjetastân kin ferskine yn 'e "Magic Angle" twisted bilayer graphene, leger as de primêre "magic angle", bûten de earste mikrostrip fan graphene. Om dizze "magic horn" twisted bilayer graphene-apparaten te bouwen, brûkte it team in "tear and stack" oanpak. De struktuer tusken de hexagonal borium nitride (BN) lagen wurdt ynkapsele; patroan yn in Hall rod mjitkunde mei meardere triedden keppele oan Cr / Au (chromium / goud) edge kontakten. It hiele "Magic Angle" twisted bilayer graphene-apparaat waard makke boppe op 'e graphene-laach brûkt as de efterpoarte.
Wittenskippers brûke standert direkte stroom (DC) en wikselstroom (AC) beskoattelje techniken om apparaten te mjitten yn pompe HE4 en HE3 kryostaten. It team registrearre de relaasje tusken de longitudinale wjerstân (Rxx) fan it apparaat en it berik fan útwreide poartespanning (VG) en berekkene it magnetyske fjild B by in temperatuer fan 1.7K. Lytse elektron-gat asymmetry waard waarnommen te wêzen in ynherinte eigenskip fan de "Magic Angle" twisted bilayer graphene apparaat. Lykas waarnommen yn eardere rapporten, registrearre it team dizze resultaten en detaillearre de rapporten dy't oant no ta superlieding hawwe. De karakteristike "Magic Angle" draait de minimale torsionhoeke fan it bilayer graphene-apparaat. Mei in nauwer ûndersyk fan 'e Landau fan-kaart krigen de ûndersikers wat opmerklike funksjes.
Bygelyks, de peak op heal fol en de twa-fold degeneraasje fan de Landau nivo binne yn oerienstimming mei de earder waarnommen Moment-like isolaasje steaten. It team toande in brek yn 'e symmetry fan' e ûngefear spin delling SU (4) en de foarming fan in nij quasi-partikel Fermi oerflak. De details fereaskje lykwols in mear detaillearre ynspeksje. It uterlik fan superconductivity waard ek waarnommen, dy't ferhege Rxx (longitudinale ferset), fergelykber mei eardere stúdzjes. It team ûndersocht doe de krityske temperatuer (Tc) fan 'e supergeleidende faze. Sûnt gjin gegevens waarden krigen foar optimale doping fan superconductors yn dizze stekproef, de wittenskippers oannommen in krityske temperatuer fan maksimaal 0.5K. Dizze apparaten wurde lykwols net effektyf oant se dúdlike gegevens kinne krije fan 'e supergeleidende steat. Om fierder te ûndersykjen fan 'e supergeleidende steat, mjitten de ûndersikers de fjouwer-terminale spanning-stream (VI) skaaimerken fan it apparaat by ferskate dragerdichtheden.
De ûntfongen wjerstân lit sjen dat superstream wurdt waarnommen oer in grutter tichtheidsberik en toant de ûnderdrukking fan superstream as in parallel magnetysk fjild wurdt tapast. Om ynsjoch te krijen yn it gedrach dat yn 'e stúdzje is waarnommen, berekkenen de ûndersikers de Moir-bandstruktuer fan it "Magic Angle" twisted bilayer graphene-apparaat mei it Bistritzer-MacDonald-model en ferbettere parameters. Yn ferliking mei de foarige berekkening fan 'e hoeke "Magic Angle", de berekkene lege enerzjy Moire band is net isolearre út de hege enerzjy band. Hoewol't de draaihoeke fan it apparaat lytser is as de "magyske hoeke"-hoeke dy't earne oars berekkene is, hat it apparaat in ferskynsel dat sterk besibbe is oan eardere stúdzjes (Mort-isolaasje en supergeleiding), dy't natuerkundigen fûnen ûnferwachts en mooglik te wêzen.
Nei fierdere evaluaasje fan it gedrach by grutte tichtheden (it oantal steaten beskikber op elke enerzjy), wurde de skaaimerken waarnommen troch de wittenskippers taskreaun oan 'e nij opkommende assosjale steaten. Yn 'e takomst sil in mear detaillearre stúdzje fan tichtens fan steaten (DOS) wurde útfierd om de ûneven steat fan isolaasje te begripen en om te bepalen as se kinne wurde klassifisearre as kwantumspinfloeistoffen. Op dizze manier observearren wittenskippers supergeleiding tichtby de Mox-like isolearjende steat yn in twisted bilayer graphene-apparaat mei in lytse draaihoek (0,93 °). Dizze stúdzje lit sjen dat sels by sokke lytse hoeken en hege tichtens it effekt fan elektroanekorrelaasje op 'e eigenskippen fan moiré itselde is. Yn 'e takomst sille de spindalen fan' e isolearjende faze wurde bestudearre, en in nije supergeleidende faze wurdt studearre by in legere temperatuer. Eksperiminteel ûndersyk sil wurde kombinearre mei teoretyske ynspanningen om de oarsprong fan dit gedrach te begripen.
Post tiid: Okt-08-2019