Ny fihetsiky ny tsipika Mohr sy ny fehikibo fisaka amin'ny siansa momba ny siansa sy ny fizika quantum antsoina hoe "Magic Angle" twisted bilayer graphene (TBLG) dia nahasarika ny sain'ny mpahay siansa, na dia maro aza ny fananana miatrika adihevitra mafana. Ao amin'ny fanadihadiana vaovao navoaka tao amin'ny diary Science Progress, Emilio Colledo sy ny mpahay siansa ao amin'ny Departemantan'ny Fizika sy ny Siansa ara-pitaovana any Etazonia sy Japana dia nandinika ny superconductivity sy ny analogy amin'ny graphene bilayer miolakolaka. Ny fanjakana insulator Mott dia manana zoro miolikolika eo amin'ny 0.93 degre. Ity zoro ity dia 15% kely noho ny zoro "zoro ody" (1.1 °) kajy tamin'ny fianarana teo aloha. Ity fanadihadiana ity dia mampiseho fa ny "zoro majika" amin'ny graphene bilayer miolakolaka dia lehibe kokoa noho ny efa nantenaina teo aloha.
Ity fandalinana ity dia manome fampahalalana vaovao be dia be amin'ny famaritana ny trangan-javatra matanjaka amin'ny graphene bilayer miolakolaka ho an'ny fampiharana amin'ny fizika quantum. Ny fizika dia mamaritra ny "Twistronics" ho toy ny zoro miolikolika eo anelanelan'ny sosona van der Waals mifanakaiky mba hamokarana tady moiré sy fisaka amin'ny graphene. Ity foto-kevitra ity dia lasa fomba vaovao sy tsy manam-paharoa amin'ny fanovana lehibe sy fanamboarana ny fananan'ny fitaovana mifototra amin'ny fitaovana roa dimanjato mba hahatratrarana ny fikorianan'ny ankehitriny. Ny vokatra miavaka amin'ny "Twistronics" dia naseho tamin'ny asan'ny mpisava lalana nataon'ny mpikaroka, mampiseho fa rehefa misy sosona graphene roa sosona iray napetraka amin'ny zoro "majika" miolikolika amin'ny θ = 1.1 ± 0.1 °, dia misy tarika tena fisaka. .
Ao anatin'ity fandalinana ity, ao amin'ny graphene bilayer miolakolaka (TBLG), dia feno semi-feno ny dingana insulating ny microstrip voalohany (endri-javatra ara-drafitra) an'ny superlattice amin'ny "zoro ody". Ny ekipa mpikaroka dia nanapa-kevitra fa ity dia Mott insulator (insulator manana fananana superconducting) izay mampiseho ny superconductivity amin'ny haavon'ny doping kely kokoa sy ambany. Ny kisarisary dia mampiseho ny superconductor mari-pana ambony eo anelanelan'ny mari-pana tetezamita superconducting (Tc) sy ny mari-pana Fermi (Tf). Ity fikarohana ity dia nitarika adihevitra be momba ny firafitry ny tarika graphene, topolojia ary rafitra semiconductor "Magic Angle" fanampiny. Raha ampitahaina amin'ny tatitra ara-teorika tany am-boalohany, ny fikarohana andrana dia tsy fahita firy ary vao nanomboka. Ao anatin'ity fanadihadiana ity, ny ekipa dia nanao fandrefesana fifindran'ny "zoro majika" miolakolaka bilayer graphene mampiseho ny fanjakana insulating sy superconducting mifandraika.
Ny zoro tsy nampoizina tsy nampoizina amin'ny 0.93 ± 0.01, izay 15% kely kokoa noho ny "Magic Angle", no kely indrindra notaterina hatramin'izao ary mampiseho fananana superconducting. Ireo vokatra ireo dia manondro fa ny toetry ny fifandraisana vaovao dia afaka miseho ao amin'ny "Magic Angle" miolakolaka bilayer graphene, ambany noho ny voalohany "magic zoro", ankoatra ny microstrip voalohany amin'ny graphene. Mba hananganana ireo fitaovana "tandroka ody" miolakolaka bilayer graphene ireo, dia nampiasa fomba "manoatra sy mitongilana" ny ekipa. Ny rafitra eo anelanelan'ny sosona boron nitride (BN) hexagonal dia voarakotra; namboarina tamin'ny géométrie Hall rod misy tariby maromaro mitambatra amin'ny fifandraisana sisiny Cr/Au (chromium/volamena). Namboarina teo an-tampon'ny sosona graphene ampiasaina ho vavahady aoriana ny fitaovana “Magic Angle” miolikolika.
Ny mpahay siansa dia mampiasa teknika fanidiana mivantana mivantana (DC) sy alternating current (AC) mba handrefesana ireo fitaovana amin'ny cryostat HE4 sy HE3. Noraketin'ny ekipa ny fifandraisana misy eo amin'ny fanoherana lavitr'ilay fitaovana (Rxx) sy ny elanelan'ny vavahady mivelatra (VG) ary kajy ny sahan'andriamby B amin'ny hafanana 1.7K. Ny asymmétrie kely electron-hole dia hita fa fananana raiki-tampisaka amin'ny "Magic Angle" miolakolaka bilayer graphene fitaovana. Araka ny tsikaritra tamin'ny tatitra teo aloha, ny ekipa dia nandrakitra ireo valiny ireo ary nanazava ny tatitra izay efa superconducting hatreto. Ny toetra mampiavaka ny "Magic Angle" dia manodina ny zoro torsion ambany indrindra amin'ny fitaovana graphene bilayer. Tamin'ny fandinihana akaiky ny tabilao mpankafy Landau, dia nahazo endri-javatra miavaka ireo mpikaroka.
Ohatra, ny tampony amin'ny antsasany feno feno sy ny fahapotehana avo roa heny amin'ny haavon'ny Landau dia mifanaraka amin'ny fanjakana insulation toy ny Moment teo aloha. Nasehon'ny ekipa ny fahatapahan'ny asymmetrian'ny lohasaha miodina eo ho eo SU(4) sy ny fiforonan'ny velarana Fermi quasi-particle vaovao. Na izany aza, mila fanaraha-maso amin'ny antsipiriany kokoa ny antsipiriany. Hita ihany koa ny endriky ny superconductivity, izay nampitombo ny Rxx (fanoherana longitudinal), mitovy amin'ny fianarana teo aloha. Ny ekipa dia nandinika ny mari-pana (Tc) amin'ny dingana superconducting. Satria tsy nisy angon-drakitra azo ho an'ny doping tsara indrindra amin'ny superconductor amin'ity santionany ity, ny mpahay siansa dia nihevitra ny mari-pana manakiana hatramin'ny 0.5K. Na izany aza, lasa tsy mahomby ireo fitaovana ireo mandra-pahazoany angon-drakitra mazava avy amin'ny fanjakana superconducting. Mba hanadihadiana bebe kokoa momba ny fanjakana superconducting, ny mpikaroka dia nandrefy ny toetran'ny voltase-current (VI) efatra amin'ny fitaovana amin'ny hatevin'ny mpitatitra samihafa.
Ny fanoherana azo dia mampiseho fa ny super courant dia hita amin'ny haavon'ny hakitroky lehibe kokoa ary mampiseho ny fanafoanana ny super courant rehefa misy sahan'andriamby mifanitsy. Mba hahazoana fahatakarana ny fitondran-tena voamarika tao amin'ny fanadihadiana, ny mpikaroka dia nanao kajy ny rafitry ny tarika Moir amin'ny "Magic Angle" miolakolaka bilayer graphene fitaovana mampiasa ny Bistritzer-MacDonald modely sy ny fanatsarana ny masontsivana. Raha ampitahaina amin'ny kajy teo aloha momba ny zoro "Magic Angle", ny tarika Moire ambany angovo ambany dia tsy tafasaraka amin'ny tarika avo lenta. Na dia kely kokoa noho ny zoro “zoro ody” nokajiana any an-kafa aza ny zoro fanodinkodinana an'ilay fitaovana, dia misy trangan-javatra iray mifandray mafy amin'ny fandinihana teo aloha (Mort insulation sy superconductivity) ilay fitaovana, izay hitan'ny mpahay fizika fa tsy nampoizina sy azo tanterahina.
Taorian'ny fanombanana bebe kokoa ny fitondran-tena amin'ny hakitroky lehibe (ny isan'ny fanjakana misy amin'ny angovo tsirairay), ny toetra hitan'ny mpahay siansa dia nomena ny fanjakana insulation vao mipoitra. Amin'ny ho avy, hisy fandalinana amin'ny antsipiriany kokoa momba ny hakitroky ny fanjakana (DOS) mba hahatakarana ny toetry ny insulation hafahafa sy hamaritana raha azo sokajiana ho toy ny ranon-tsolika quantum izy ireo. Tamin'izany fomba izany, ny mpahay siansa dia nahita ny superconductivity teo akaikin'ny toetry ny insulation toy ny Mox tamin'ny fitaovana graphene bilayer miolikolika miaraka amin'ny zoro miolikolika kely (0.93 °). Ity fanadihadiana ity dia mampiseho fa na dia amin'ny zoro kely sy ny hakitroky ambony toy izany aza, ny fiantraikan'ny fifandraisana elektronika amin'ny toetran'ny moiré dia mitovy. Amin'ny ho avy, ny lohasaha mihodina amin'ny dingana insulating dia hodinihina, ary ny dingana superconducting vaovao dia hianarana amin'ny mari-pana ambany kokoa. Ny fikarohana andrana dia hatambatra amin'ny ezaka ara-teorika mba hahatakarana ny niandohan'io fihetsika io.
Fotoana fandefasana: Oct-08-2019