Tevgera xetên Mohr û kemberên xizm ên di zanista zanistî û fîzîka kuantûmê de ya bi navê "Goşeya Magic" grafene dulayer a zivirî (TBLG) eleqeyek mezin ji zanyaran kişandiye, her çend gelek taybetmendî bi nîqaşên germ re rû bi rû ne. Di lêkolînek nû de ku di kovara Science Progress de hate weşandin de, Emilio Colledo û zanyarên Wezareta Fîzîk û Zanistiya Materyalê li Dewletên Yekbûyî û Japonya li grafên dulaytê zivirî de superconductivity û analogî dîtin. Dewleta însulatorê Mott xwedan goşeyek zivirî ya bi qasî 0,93 pileyî ye. Ev goşe 15% ji goşeya "magic" (1.1°) ku di lêkolîna berê de hatî hesibandin piçûktir e. Vê lêkolînê destnîşan dike ku rêza "goşeya sêrbaz" a grafene ya dulayer a zivirî ji ya ku berê dihat hêvîkirin mezintir e.
Vê lêkolînê ji bo deşîfrekirina diyardeyên quantumê yên bihêz ên di grafên dulayerê zivirî de ji bo sepanên di fîzika quantum de gelek agahdariya nû peyda dike. Fîzîknas "Twistronics" wekî goşeya zivirîna têkildar a di navbera qatên van der Waals ên cîran de destnîşan dikin da ku di grafenê de moiré û bandên rût hilberînin. Ev têgeh bûye rêbazek nû û bêhempa ji bo guheztina girîng û xweşkirina taybetmendiyên cîhazê ku li ser bingeha materyalên du-alî ye ji bo bidestxistina herikîna heyî. Bandora balkêş a "Twistronics" di xebata pêşeng a lêkolîneran de hate xuyang kirin, ku destnîşan kir ku dema ku du qatên grafene yên yek-tebeqe li goşeyek zivirîna "magic" ya θ=1.1±0.1° têne berhev kirin, bandek pir guncan xuya dike. .
Di vê lêkolînê de, di grafenê dulaytê zivirî (TBLG) de, qonaxa îzolekirinê ya yekem mîkroşerê (taybetmendiya avahîsaziyê) ya serpêtê ya li "goşeya efsûnî" nîv-tijî bû. Tîma lêkolînê diyar kir ku ev însulatorek Mott e (însulatorek bi taybetmendiyên superconducting) ku di astên dopîngê hinekî bilindtir û kêmtir de superconductivity nîşan dide. Diagrama qonaxê de superconductor germahiya bilind di navbera germahiya veguherîna superconducting (Tc) û germahiya Fermi (Tf) de nîşan dide. Vê lêkolînê bû sedema eleqeyek mezin û nîqaşên teorîkî yên li ser strukturên bandê grafene, topolojî û pergalên nîvconduktorê yên din "Angle Magic". Li gorî rapora teorîkî ya orîjînal, lêkolîna ezmûnî kêm e û nû dest pê kiriye. Di vê lêkolînê de, tîmê pîvandinên veguheztinê li ser "goşeya efsûnî" ya grafenê ya dulayerî ya zivirî pêk anî ku rewşên îzolasyon û superconduktor ên têkildar nîşan dide.
Angoyek neçaverêkirî ya 0,93 ± 0,01, ku 15% ji "Angle Magic" ya hatî damezrandin piçûktir e, di heman demê de ya herî piçûk e ku heya roja îro hatî ragihandin û taybetmendiyên superconductor nîşan dide. Van encaman destnîşan dikin ku rewşa nû ya pêwendiyê dikare di grafên dulaytê zivirî de "Angle Magic" de xuya bibe, ji "goşeya sêrbaz" ya bingehîn, li derveyî mîkroşiya yekem a grafene. Ji bo avakirina van cîhazên grafene yên dulaytê zivirî yên "qorna efsûnî", tîmê nêzîkatiyek "çirîn û stûyê" bikar anî. Avahiya di navbera qatên nîtrîda boronê ya hexagonal (BN) de tê girtin; bi geometrîya darê Hall-ê bi gelek têlên ku bi têkiliyên keviya Cr/Au (krom/zêr) ve girêdayî ne, hatî çêkirin. Tevahiya cîhaza grafenê ya dulayer a çolê "Magic Angle" li ser tebeqeya grafenê ku wekî deriyê paşîn tê bikar anîn hate çêkirin.
Zanyar ji bo pîvandina cîhazên di krîostatên HE4 û HE3 yên pompkirî de teknîkên girtina herika rasterast a standard (DC) û guhêrbar (AC) bikar tînin. Tîmê têkiliya di navbera berxwedana dirêjî ya cîhazê (Rxx) û voltaja deriyê dirêjkirî (VG) de tomar kir û qada magnetîkî B di germahiyek 1.7K de hesab kir. Asimetrîya qulika elektron a piçûk wekî taybetmendiyek xwerû ya cîhaza grafenê ya dulayer a zivirî "Angle Magic" hate dîtin. Wekî ku di raporên berê de hate dîtin, tîmê van encaman tomar kir û raporên ku heya nuha superconducting bûne bi hûrgulî. Taybetmendiya "Angle Magic" goşeya torsionê ya herî kêm a cîhaza grafenê ya dulayer dizivirîne. Bi lêkolînek nêzîk a nexşeya fan Landau, lêkolîner hin taybetmendiyên berbiçav bi dest xistin.
Mînakî, lûtkeya di nîvê tijebûnê de û dejenerasyona du-qatî ya asta Landau bi rewşên îzolasyonê yên mîna Moment-a ku berê hatine dîtin re hevaheng e. Tîmê şikestinek di simetrîya SU(4) ya nêzikî deşta spinê de û çêbûna rûberek nû ya qaşo-parçeya Fermî nîşan da. Lêbelê, hûrgulî hewceyê lêkolînek berfirehtir hewce dike. Di heman demê de xuyangiya superconductivity jî hate dîtin, ku Rxx (berxwedana dirêjî), mîna lêkolînên berê zêde kir. Dûv re tîmê germahiya krîtîk (Tc) ya qonaxa superconducting lêkolîn kir. Ji ber ku di vê nimûneyê de ji bo dopîngkirina çêtirîn a superconductoran tu data nehat bidestxistin, zanyar germahiyek krîtîk heya 0.5K texmîn kirin. Lêbelê, van amûran bêbandor dibin heya ku ew nikaribin daneyên zelal ji dewleta superconducer bistînin. Ji bo bêtir lêkolînkirina rewşa superconducting, lêkolîner taybetmendiyên voltaja-herika çar-termînalê (VI) ya cîhazê di dendikên cûda yên hilgirê de pîvandin.
Berxwedana ku hatî bidestxistin destnîşan dike ku herikîna super li ser rêgezek dendikê ya mezintir tê dîtin û dema ku zevîyek magnetîkî ya paralel tê sepandin tepeserkirina herika super nîşan dide. Ji bo bidestxistina têgihiştinê li ser behreya ku di lêkolînê de hatî dîtin, lêkolîner strukturên band Moir a cîhaza grafene ya dulaytî ya "Magic Angle" bi karanîna modela Bistritzer-MacDonald ve hesab kirin û parametreyên çêtir kirin. Li gorî hesaba berê ya goşeya "Angle Magic", band Moire ya kêm enerjiyê ya tê hesibandin ji bandê enerjiya bilind nayê veqetandin. Her çend goşeya zivirîna amûrê ji goşeya "majîk" ya ku li cîhek din tê hesibandin piçûktir e, amûrek xwedan fenomenek e ku bi vekolînên berê ve girêdayî ye (Mort insulation û superconductivity), ku fîzîknasan dît ku neçaverêkirî û pêkan e.
Piştî bêtir nirxandina tevgerê di dendikên mezin de (hejmara dewletên ku li ser her enerjiyê peyda dibin), taybetmendiyên ku ji hêla zanyaran ve têne dîtin ji dewletên îzolasyonê yên têkildar ên nû yên derketine re têne destnîşan kirin. Di paşerojê de, lêkolînek berfirehtir li ser dendika dewletan (DOS) dê were kirin da ku rewşa xerîb a însulasyonê were fêm kirin û were destnîşankirin ka ew dikarin wekî şilavên spinê yên kuantumê werin dabeş kirin. Bi vî awayî, zanyar li nêzîkê rewşa îzolekirinê ya mîna Mox-ê di amûrek grafenê ya dulaytê ya zivirî de bi goşeya zivirînek piçûk (0,93 °) çavdêrî kirin. Vê lêkolînê nîşan dide ku tewra di quncikên weha piçûk û dendikên bilind de jî, bandora pêwendiya elektron li ser taybetmendiyên moiré yek e. Di paşerojê de, dê newalên spin ên qonaxa îzolasyonê bêne lêkolîn kirin, û qonaxek nû ya superconducting dê di germahiyek kêmtir de were lêkolîn kirin. Lêkolîna ezmûnî dê bi hewildanên teorîkî re were hev kirin da ku jêdera vê tevgerê fam bike.
Dema şandinê: Oct-08-2019