Илим жана кванттык физика илиминде Мор тилкелеринин жана жалпак тилкелердин жүрүм-туруму "Сыйкырдуу бурч" деп аталган эки катмарлуу графен (TBLG) илимпоздордун кызыгуусун жаратты, бирок көптөгөн касиеттери кызуу талаш-тартыштарга дуушар болууда. Science Progress журналында жарыяланган жаңы изилдөөдө Эмилио Колледо жана Америка Кошмо Штаттарынын жана Жапониянын Физика жана материал таануу департаментинин окумуштуулары ийилген кош катмарлуу графендеги супер өткөргүчтүктү жана аналогияны байкашкан. Мотт изоляторунун абалы 0,93 градуска жакын бурулуу бурчка ээ. Бул бурч мурунку изилдөөдө эсептелген "сыйкырдуу бурч" бурчтан (1,1°) 15% кичине. Бул изилдөө бурмаланган эки катмарлуу графендин "сыйкырдуу бурчу" диапазону мурда күтүлгөндөн чоң экенин көрсөтүп турат.
Бул изилдөө кванттык физикадагы тиркемелер үчүн бурмаланган эки катмарлуу графендеги күчтүү кванттык кубулуштарды чечмелөө үчүн көптөгөн жаңы маалыматтарды берет. Физиктер "Твистрониканы" графендеги муар жана жалпак тилкелерди пайда кылуу үчүн чектеш ван дер Ваальс катмарларынын ортосундагы салыштырмалуу бурма бурч катары аныкташат. Бул концепция учурдагы агымга жетүү үчүн эки өлчөмдүү материалдардын негизинде түзүлүштүн касиеттерин олуттуу өзгөртүү жана өзгөчөлөштүрүү үчүн жаңы жана уникалдуу ыкма болуп калды. "Twistronics" укмуштуудай эффекти изилдөөчүлөрдүн пионердик ишинде чагылдырылган, эки бир катмарлуу графен катмарлары θ=1,1±0,1° бир "сыйкырдуу бурч" бурулуу бурчта тизилгенде, абдан жалпак тилке пайда болоорун көрсөткөн. .
Бул изилдөөдө бурмаланган эки катмарлуу графинде (TBLG) "сыйкырдуу бурчтагы" супер тордун биринчи микротилкесинин (структуралык өзгөчөлүгү) изоляциялоочу фазасы жарым-жартылай толтурулган. Изилдөө тобу бул Mott изолятору (өтө өткөргүч касиеттери бар изолятор) экенин аныктады, ал бир аз жогору жана төмөнкү допинг деңгээлинде супер өткөргүчтүктү көрсөтөт. Фаза диаграммасы өтө өткөргүчтүн өтүү температурасы (Tc) менен Ферми температурасынын (Tf) ортосундагы жогорку температуралык супер өткөргүчтү көрсөтөт. Бул изилдөө графен тилкесинин түзүлүшү, топологиясы жана кошумча "Сыйкырдуу бурч" жарым өткөргүч системалары боюнча чоң кызыгууну жана теориялык талаш-тартыштарды жаратты. Баштапкы теориялык отчет менен салыштырганда, эксперименталдык изилдөөлөр сейрек жана жаңы эле башталган. Бул изилдөөдө команда "сыйкырдуу бурч" бурмаланган эки катмарлуу графен боюнча өткөргүчтүк өлчөөлөрдү жүргүзгөн, бул тиешелүү изоляциялык жана өтө өткөргүч абалдарды көрсөткөн.
Күтүлбөгөн жерден бурмаланган бурч 0,93 ± 0,01, бул белгиленген “Сыйкырдуу бурчтан” 15% кичирээк. Бул жыйынтыктар жаңы корреляциялык абал графендин биринчи микротилкесинин чегинен тышкары, "Сыйкырдуу бурчта" бурмаланган кош катмарлуу графинде пайда болушу мүмкүн экенин көрсөтүп турат. Бул "сыйкырдуу мүйүз" ийриленген эки катмарлуу графен түзүлүштөрүн куруу үчүн команда "жырт жана стек" ыкмасын колдонду. Алты бурчтуу бор нитридинин (БН) катмарларынын ортосундагы түзүлүш капсулаланган; Cr/Au (хром/алтын) жээк контакттарына туташтырылган бир нече зымдары бар Холл таякчасынын геометриясына түшүрүлгөн. Бүтүндөй "Сыйкырдуу бурч" бурмаланган эки катмарлуу графен аппараты арткы дарбаза катары колдонулган графен катмарынын үстүнө жасалган.
Окумуштуулар сордурулган HE4 жана HE3 криостаттарындагы шаймандарды өлчөө үчүн стандарттуу туруктуу ток (DC) жана өзгөрмө ток (AC) кулпулоо ыкмаларын колдонушат. Команда аппараттын узунунан каршылыгы (Rxx) менен кеңейтилген дарбаза чыңалуусу (VG) диапазонунун ортосундагы байланышты жазып, 1,7К температурада B магнит талаасын эсептеп чыкты. Кичинекей электрон-тешик асимметриясы "Сыйкырдуу бурч" бурмаланган эки катмарлуу графен аппаратынын мүнөздүү касиети экени байкалды. Мурунку отчеттордо байкалгандай, команда бул жыйынтыктарды жазып, ушул убакка чейин супер өткөргүч болуп келген отчетторду деталдашты. Мүнөздүү "Сыйкырдуу бурч" эки катмарлуу графен аппаратынын минималдуу буралма бурчун бурат. Ландаунун күйөрман диаграммасын кылдат изилдөө менен, изилдөөчүлөр кээ бир көрүнүктүү өзгөчөлүктөргө ээ болду.
Мисалы, жарым толгондогу чокусу жана Ландау деңгээлинин эки эселенген дегенерациясы мурда байкалган Момент сымал изоляциянын абалына шайкеш келет. Команда болжолдуу спиндик өрөөн SU(4) симметриясынын үзүлүшүн жана жаңы квазибөлүкчөлөр Ферми бетинин пайда болушун көрсөттү. Бирок, майда-чүйдөсүнө чейин деталдуу текшерүүнү талап кылат. Ошондой эле мурунку изилдөөлөргө окшош Rxx (узунунан каршылык) жогорулаган супер өткөргүчтүктүн көрүнүшү байкалган. Андан кийин команда супер өткөргүч фазасынын критикалык температурасын (Tc) карап чыкты. Бул үлгүдөгү супер өткөргүчтөрдүн оптималдуу допинги үчүн эч кандай маалымат алынбагандыктан, окумуштуулар 0,5К чейин критикалык температураны кабыл алышкан. Бирок, бул приборлор супер өткөргүч абалынан так маалыматтарды ала алганга чейин натыйжасыз болуп калат. Өтө өткөргүч абалын андан ары изилдөө үчүн изилдөөчүлөр аппараттын төрт терминалдык чыңалуу-токтун (VI) мүнөздөмөлөрүн ар кандай алып жүрүүчү тыгыздыкта өлчөгөн.
Алынган каршылык супер токтун тыгыздыктын чоңураак диапазонунда байкалаарын жана параллелдүү магнит талаасы колдонулганда супер токтун басылышын көрсөтөт. Изилдөөдө байкалган жүрүм-турум жөнүндө түшүнүк алуу үчүн, изилдөөчүлөр Бистрицер-МакДональд моделин жана жакшыртылган параметрлерди колдонуу менен "Сыйкырдуу бурч" ийриленген кош катмарлуу графен аппаратынын Moir тилкесинин структурасын эсептеп чыгышкан. "Сыйкырдуу бурч" бурчтун мурунку эсептөөсүнө салыштырмалуу, эсептелген аз энергиялуу Муар тобу жогорку энергия диапазонунан обочолонгон эмес. Аппараттын бурулуу бурчу башка жерде эсептелген "сыйкырдуу бурч" бурчтан кичине болсо да, аппараттын физиктер күтүүсүз жана ишке ашырууга мүмкүн деп тапкан мурунку изилдөөлөр менен (Морт изоляциясы жана супер өткөргүчтүк) катуу байланышкан көрүнүш бар.
Чоң тыгыздыктагы жүрүм-турумду андан ары баалагандан кийин (ар бир энергияда болгон мамлекеттердин саны), окумуштуулар байкаган мүнөздөмөлөр жаңы пайда болгон изоляциялык абалдарга таандык. Келечекте, изоляциянын так абалын түшүнүү жана аларды кванттык спиндик суюктуктар катары классификациялоо мүмкүндүгүн аныктоо үчүн абалдардын тыгыздыгын (DOS) деталдуу изилдөө жүргүзүлөт. Ушундай жол менен, илимпоздор кичинекей бурулуу бурчу (0,93°) менен ийилген эки катмарлуу графендик түзүлүштө Мокс сымал изоляциялык абалына жакын жерде супер өткөргүчтүктү байкашкан. Бул изилдөө көрсөткөндөй, мынчалык кичинекей бурчтарда жана жогорку тыгыздыкта да электрон корреляциясынын муардын касиетине тийгизген таасири бирдей. Келечекте изоляциялык фазадагы спиндик өрөөндөр изилденип, андан төмөн температурада жаңы супер өткөргүч фаза изилденет. Эксперименталдык изилдөөлөр бул жүрүм-турумдун келип чыгышын түшүнүү үчүн теориялык аракеттер менен айкалышат.
Билдирүү убактысы: 2019-жылдын 8-октябрына чейин