Tá iompar stríoca Mohr agus criosanna comhréidh in eolaíocht na heolaíochta agus na fisice chandamach ar a dtugtar “Magic Uillinn” dé-shraith graphene twisted (TBLG) tar éis an-suim a mhealladh ó eolaithe, cé go bhfuil go leor airíonna ag tabhairt aghaidhe ar dhíospóireacht theas. I staidéar nua a foilsíodh san iris Science Progress, thug Emilio Colledo agus eolaithe i Roinn na Fisice agus na hEolaíochta Ábhar sna Stáit Aontaithe agus sa tSeapáin faoi deara sársheoltacht agus analaí i graiféin déchiseal casta. Tá uillinn casadh de thart ar 0.93 céim ag staid inslitheoir Mott. Tá an uillinn seo 15% níos lú ná an uillinn “dhraíochta” (1.1°) a ríomhadh sa staidéar roimhe seo. Léiríonn an staidéar seo go bhfuil an raon “uillinn draíochta” de ghraiféin déchiseal casta ná mar a bhíothas ag súil leis roimhe seo.
Soláthraíonn an staidéar seo saibhreas faisnéise nua chun na feiniméin chandamach láidre i ngraiféin déchiseal casta a dhéanamh amach le haghaidh feidhmeanna san fhisic chandamach. Sainmhíníonn fisiceoirí “Twistronics” mar an uillinn casta choibhneasta idir sraitheanna van der Waals cóngaracha chun bannaí moiré agus comhréidh a tháirgeadh i graphene. Tá an coincheap seo tar éis éirí ina mhodh nua agus uathúil chun airíonna gléas a athrú agus a shaincheapadh go suntasach bunaithe ar ábhair dhéthoiseacha chun sreabhadh reatha a bhaint amach. Léiríodh éifeacht shuntasach “Twistronics” in obair cheannródaíoch na dtaighdeoirí, rud a léirigh nuair a bhíonn dhá shraith aon-chiseal graphene cruachta ag uillinn dhraíochta “uillinn draíochta” de θ=1.1±0.1°, feictear banda an-réidh. .
Sa staidéar seo, sa ghraifíne déchiseal casta (TBLG), leathlíonadh an chéim inslithe den chéad mhicrea-stiall (gné struchtúrach) den shárlattice ag an “uillinn draíochta”. Chinn an fhoireann taighde gur inslitheoir Mott é seo (inslitheoir le hairíonna sársheoltach) a thaispeánann sársheoltacht ag leibhéil dópála beagán níos airde agus níos ísle. Taispeánann an léaráid chéim an forsheoltóir ardteochta idir an teocht trasdula sársheoltach (Tc) agus an teocht Fermi (Tf). Spreag an taighde seo suim mhór agus díospóireacht theoiriciúil ar struchtúr bannaí graphene, topology agus córais leathsheoltóra breise “Magic Uillinn”. I gcomparáid leis an tuarascáil theoiriciúil bhunaidh, tá taighde turgnamhach annamh agus tá sé díreach tosaithe. Sa staidéar seo, rinne an fhoireann tomhais tarchuir ar an graiféin déchiseal casta “uillinn draíochta” a thaispeánann na staideanna inslithe agus forsheoltóra ábhartha.
Is í uillinn 0.93 ± 0.01, nach bhfuil saobhadh gan choinne, í, atá 15% níos lú ná an “Uillinn Dhraíochta” bhunaithe an ceann is lú a tuairiscíodh go dtí seo agus a bhfuil airíonna sársheoltach aici. Tugann na torthaí seo le fios gur féidir leis an staid chomhghaolmhaireachta nua a bheith le feiceáil sa ghraiféin déchiseal casta “Uillinn Dhraíochta”, níos ísle ná an “uillinn draíochta” phríomha, thar an gcéad mhicrea-stiall de graphene. Chun na gairis ghraifíne déshraitheacha “adharc draíochta” seo a thógáil, bhain an fhoireann úsáid as cur chuige “cuimilt agus cruachta”. Tá an struchtúr idir na sraitheanna heicseagánach nítríde bórón (BN) imchochlaithe; patrúnaithe isteach i gcéimseata slat Halla le sreanga iolracha cúpláilte le teagmhálaithe ciumhais Cr/Au (cróimiam/ór). Rinneadh an gléas graphene déchiseal casta “Uillinn Draíochta” ar fad ar bharr an chiseal graphene a úsáideadh mar chúlgheata.
Úsáideann eolaithe teicnící caighdeánacha glasála srutha dhírigh (DC) agus sruth ailtéarnach (AC) chun gléasanna a thomhas i gcriostait HE4 agus HE3 pumpáilte. Thaifead an fhoireann an gaol idir friotaíocht fadaimseartha an fheiste (Rxx) agus an raon voltas geata leathnaithe (VG) agus ríomh an réimse maighnéadach B ag teocht 1.7K. Tugadh faoi deara go raibh neamhshiméadracht leictreonphoill bheaga ina airí dúchasacha den ghléas déchiseal grafach casta “Uillinn Dhraíochta”. Mar a breathnaíodh i dtuarascálacha roimhe seo, thaifead an fhoireann na torthaí seo agus mhionsonraigh na tuairiscí a bhí á sársheoladh go dtí seo. Casann an tréith “Uillinn Dhraíochta” íos-uillinn torsion an fheiste graphene déchiseal. Le scrúdú níos dlúithe ar chairt lucht leanúna Landau, bhain na taighdeoirí roinnt gnéithe suntasacha amach.
Mar shampla, tá an buaic ag leath líonadh agus meathlú dhá leibhéal Landau comhsheasmhach leis na stáit inslithe cosúil le Nóiméad a breathnaíodh roimhe seo. Thaispeáin an fhoireann briseadh i siméadracht neas-ghleann casadh SU(4) agus foirmiú dromchla Fermi leathcháithníneach nua. Mar sin féin, tá gá le cigireacht níos mionsonraithe ar na sonraí. Breathnaíodh freisin an chuma ar superconductivity, rud a mhéadaigh Rxx (friotaíocht fadaimseartha), cosúil le staidéir roimhe seo. Rinne an fhoireann scrúdú ansin ar theocht chriticiúil (Tc) na céime forsheoltacha. Ós rud é nach bhfuarthas aon sonraí maidir le dópáil optamach sársheoltóirí sa sampla seo, ghlac na heolaithe leis go raibh teocht chriticiúil suas le 0.5K ann. Mar sin féin, éiríonn na gléasanna seo neamhéifeachtach go dtí go mbeidh siad in ann sonraí soiléire a fháil ón stát sársheoltóra. Chun an staid sársheoltach a fhiosrú tuilleadh, thomhais na taighdeoirí saintréithe ceithre chríochfort voltas-sruth (VI) an fheiste ag dlúis éagsúla iompróra.
Léiríonn an fhriotaíocht a fhaightear go breathnaítear sársruth thar raon dlúis níos mó agus léiríonn sé sársruth a shochtadh nuair a chuirtear réimse maighnéadach comhthreomhar i bhfeidhm. Chun léargas a fháil ar an iompar a breathnaíodh sa staidéar, ríomh na taighdeoirí struchtúr banna Moir den fheiste graphene déchiseal casta “Magic Uillinn” ag baint úsáide as samhail Bistritzer-MacDonald agus paraiméadair fheabhsaithe. I gcomparáid leis an ríomh roimhe seo ar an uillinn “Magic Uillinn”, níl an banna Moire ísealfhuinnimh ríofa scoite amach ón mbanda ardfhuinnimh. Cé go bhfuil uillinn casadh an fheiste níos lú ná an uillinn “uillinn draíochta” a ríomhtar in áit eile, tá feiniméan ag an bhfeiste a bhfuil baint láidir aige le staidéir roimhe seo (Insliú mort agus sársheoltacht), rud a d’aimsigh fisiceoirí a bheith gan choinne agus indéanta.
Tar éis tuilleadh meastóireachta a dhéanamh ar an iompar ag dlúis mhóra (líon na stát atá ar fáil ar gach fuinneamh), cuirtear na tréithe a bhreathnaíonn na heolaithe i leith na stáit inslithe gaolmhara atá ag teacht chun cinn. Sa todhchaí, déanfar staidéar níos mionsonraithe ar dhlús stáit (DOS) chun corr-staid an inslithe a thuiscint agus chun a chinneadh an féidir iad a rangú mar leachtanna casadh chandamach. Ar an mbealach seo, thug na heolaithe faoi deara forsheoltacht in aice leis an staid inslithe cosúil le Mox i bhfeiste graphene déchiseal casta le huillinn casta beag (0.93°). Léiríonn an staidéar seo go bhfuil éifeacht an chomhghaolaithe leictreoin ar airíonna moiré mar an gcéanna fiú ag uillinneacha beaga agus dlúis arda den sórt sin. Sa todhchaí, déanfar staidéar ar ghleannta casadh na céime inslithe, agus déanfar staidéar ar chéim superconducting nua ag teocht níos ísle. Déanfar taighde turgnamhach a chomhcheangal le hiarrachtaí teoiriciúla chun bunús an iompair seo a thuiscint.
Am postála: Oct-08-2019