Hegðun Mohr-rönd og flatbelta í vísindum og skammtaeðlisfræði sem kallast „Magic Angle“ brenglað tvílaga grafen (TBLG) hefur vakið mikla athygli vísindamanna, þó að margar eignir standi frammi fyrir heitri umræðu. Í nýrri rannsókn sem birt var í tímaritinu Science Progress, tóku Emilio Colledo og vísindamenn við eðlisfræði- og efnisfræðideild í Bandaríkjunum og Japan fram ofurleiðni og hliðstæðu í snúnu tvílaga grafeni. Mott einangrunarástandið hefur snúningshorn upp á um 0,93 gráður. Þetta horn er 15% minna en „töfrahornið“ (1,1°) sem reiknað var með í fyrri rannsókninni. Þessi rannsókn sýnir að „töfrahorn“ svið brenglaðs tvílaga grafens er stærra en áður var búist við.
Þessi rannsókn veitir mikið af nýjum upplýsingum til að greina hin sterku skammtafyrirbæri í snúnu tvílaga grafeni til notkunar í skammtaeðlisfræði. Eðlisfræðingar skilgreina „Twistronics“ sem hlutfallslegt snúningshorn á milli aðliggjandi van der Waals laga til að framleiða moiré og flatar bönd í grafeni. Þetta hugtak er orðið ný og einstök aðferð til að breyta og sérsníða eiginleika tækisins verulega á grundvelli tvívíddar efna til að ná fram straumflæði. Hin ótrúlegu áhrif „Twistronics“ voru sýnd í brautryðjendastarfi rannsakenda, sem sýndi fram á að þegar tveimur einslags grafenlögum er staflað við „töfrahorn“ snúningshorni θ=1,1±0,1°, birtist mjög flatt band. .
Í þessari rannsókn, í snúnu tvílags grafeni (TBLG), var einangrunarfasinn á fyrstu örræmunni (byggingareiginleika) ofurgrindarinnar við „töfrahornið“ hálffylltur. Rannsóknarteymið komst að því að þetta er Mott einangrunarefni (einangrunarefni með ofurleiðandi eiginleika) sem sýnir ofurleiðni við aðeins hærra og lægra lyfjagildi. Fasamyndin sýnir háhita ofurleiðara á milli ofurleiðandi umbreytingarhitastigs (Tc) og Fermi hitastigs (Tf). Þessar rannsóknir leiddu til mikils áhuga og fræðilegrar umræðu um uppbyggingu grafenbanda, staðfræði og viðbótar „Magic Angle“ hálfleiðarakerfi. Í samanburði við upprunalegu fræðilegu skýrsluna eru tilraunarannsóknir sjaldgæfar og eru nýhafnar. Í þessari rannsókn framkvæmdi teymið sendingarmælingar á „töfrahorninu“ snúnu tvílaga grafeni sem sýndi viðeigandi einangrunar- og ofurleiðandi ástand.
Óvænt brenglað horn upp á 0,93 ± 0,01, sem er 15% minna en hið staðfesta „Töfrahorn“, er einnig það minnsta sem greint hefur verið frá til þessa og hefur ofurleiðandi eiginleika. Þessar niðurstöður benda til þess að nýja fylgniástandið geti birst í „Magic Angle“ brengluðu tvílags grafeni, lægra en aðal „töfrahornið“, handan við fyrstu örræmuna af grafeni. Til að smíða þessi „töfrahorn“ tvílaga grafentæki, notaði teymið „ríf og stafla“ nálgun. Uppbyggingin á milli sexhyrndu bórnítríðlaganna (BN) er hjúpuð; mynstrað í Hall stangar rúmfræði með mörgum vírum tengdum við Cr/Au (króm/gull) brúntengiliði. Allt „Magic Angle“ brenglað tvílaga grafen tækið var búið til ofan á grafenlagið sem notað var sem bakhlið.
Vísindamenn nota staðlaða jafnstraums (DC) og riðstraums (AC) læsingartækni til að mæla tæki í dældum HE4 og HE3 kryostötum. Liðið skráði sambandið á milli lengdarviðnáms tækisins (Rxx) og aukins hliðarspennusviðs (VG) og reiknaði út segulsviðið B við 1,7K hitastig. Lítil rafeindaholaósamhverfa var eðlislæg eiginleiki „Magic Angle“ brenglaða tvílaga grafenbúnaðarins. Eins og fram kom í fyrri skýrslum skráði teymið þessar niðurstöður og útskýrði skýrslur sem hafa verið ofurleiðandi hingað til. Einkennandi „Magic Angle“ snýr lágmarkssnúningshorni tvílaga grafenbúnaðarins. Með nánari athugun á Landau aðdáendakortinu fengu rannsakendur nokkra athyglisverða eiginleika.
Til dæmis er toppurinn við hálffyllingu og tvöföld hrörnun Landau-stigsins í samræmi við áður séð augnablikslík einangrunarástand. Liðið sýndi brot á samhverfu áætlaðra snúningsdals SU(4) og myndun nýs hálfkorna Fermi yfirborðs. Hins vegar krefjast smáatriðin ítarlegri skoðunar. Einnig kom fram ofurleiðni, sem jók Rxx (lengdarviðnám), svipað og fyrri rannsóknir. Hópurinn skoðaði síðan mikilvæga hitastigið (Tc) ofurleiðandi áfangans. Þar sem engin gögn voru fengin fyrir ákjósanlega lyfjanotkun ofurleiðara í þessu sýni, gerðu vísindamennirnir ráð fyrir mikilvægu hitastigi allt að 0,5K. Hins vegar verða þessi tæki óvirk þar til þau geta fengið skýr gögn frá ofurleiðararíkinu. Til að kanna frekar ofurleiðaraástandið mældu rannsakendur fjögurra skauta spennu-straumseiginleika (VI) tækisins við mismunandi burðarþéttleika.
Viðnámið sem fæst sýnir að ofurstraumur sést á stærra þéttleikasviði og sýnir bælingu ofstraums þegar samhliða segulsviði er beitt. Til að fá innsýn í hegðunina sem sést í rannsókninni reiknuðu rannsakendur Moir band uppbyggingu „Magic Angle“ snúið tvílags grafen tækisins með Bistritzer-MacDonald líkaninu og bættum breytum. Í samanburði við fyrri útreikninga á „Magic Angle“ horninu er reiknað lágorku Moire bandið ekki einangrað frá háorkusviðinu. Þrátt fyrir að snúningshorn tækisins sé minna en „töfrahorn“ sem reiknað er annars staðar, hefur tækið fyrirbæri sem er sterklega tengt fyrri rannsóknum (Mort einangrun og ofurleiðni), sem eðlisfræðingar töldu að væri óvænt og framkvæmanlegt.
Eftir frekara mat á hegðuninni við mikinn þéttleika (fjöldi ríkja sem eru tiltækar á hverri orku) eru eiginleikarnir sem vísindamennirnir sáu raknir til nýrra tengdra einangrunarástanda. Í framtíðinni verður gerð ítarlegri rannsókn á þéttleika ríkja (DOS) til að skilja skrýtið ástand einangrunar og til að ákvarða hvort hægt sé að flokka þá sem skammtaspunavökva. Á þennan hátt sáu vísindamenn ofurleiðni nálægt Mox-líku einangrunarástandi í snúnu tvílaga grafentæki með litlu snúningshorni (0,93°). Þessi rannsókn sýnir að jafnvel við svo lítil horn og mikinn þéttleika eru áhrif rafeindafylgni á eiginleika moiré þau sömu. Í framtíðinni verða spunadalir einangrunarfasans rannsakaðir og nýr ofurleiðandi fasi rannsakaður við lægra hitastig. Tilraunarannsóknum verður blandað saman við fræðilega viðleitni til að skilja uppruna þessarar hegðunar.
Pósttími: Okt-08-2019