Однесувањето на Моровите ленти и рамните појаси во науката за науката и квантната физика наречено „Магичен агол“ извртен двослоен графен (TBLG) привлече голем интерес од научниците, иако многу својства се соочуваат со жестока дебата. Во новата студија објавена во списанието Science Progress, Емилио Коледо и научниците од Одделот за физика и наука за материјали во Соединетите Американски Држави и Јапонија забележаа суперспроводливост и аналогија во изопачениот двослоен графен. Состојбата на изолатор Mott има агол на вртење од околу 0,93 степени. Овој агол е 15% помал од аголот на „магичен агол“ (1,1°) пресметан во претходната студија. Оваа студија покажува дека опсегот на „магичен агол“ на искривен двослоен графен е поголем од претходно очекуваното.
Оваа студија обезбедува многу нови информации за дешифрирање на силните квантни феномени во изопачениот двослоен графен за примена во квантната физика. Физичарите го дефинираат „Twistronics“ како релативен агол на вртење помеѓу соседните слоеви на ван дер Валс за да се создадат моаре и рамни ленти во графен. Овој концепт стана нов и уникатен метод за значително менување и прилагодување на својствата на уредот врз основа на дводимензионални материјали за да се постигне тековен проток. Извонредниот ефект на „Twistronics“ беше прикажан во пионерската работа на истражувачите, демонстрирајќи дека кога два еднослојни графенски слоеви се наредени под агол на вртење „магичен агол“ од θ=1,1±0,1°, се појавува многу рамна лента. .
Во оваа студија, во изопачениот двослоен графен (TBLG), изолационата фаза на првата микролента (структурна карактеристика) на суперрешетката под „магичен агол“ беше полуполнета. Истражувачкиот тим утврдил дека се работи за изолатор Мот (изолатор со суперспроводливи својства) кој покажува суперспроводливост на малку повисоки и пониски нивоа на допинг. Фазниот дијаграм го прикажува високотемпературниот суперпроводник помеѓу преодната температура на суперспроводливост (Tc) и температурата на Ферми (Tf). Ова истражување доведе до голем интерес и теоретска дебата за структурата на графенската лента, топологијата и дополнителните полупроводнички системи „Магичен агол“. Во споредба со оригиналниот теоретски извештај, експерименталното истражување е ретко и штотуку започна. Во оваа студија, тимот спроведе мерења на пренос на „магичен агол“ извиткан двослоен графен што ги покажува релевантните изолациски и суперспроводливи состојби.
Неочекувано искривен агол од 0,93 ± 0,01, што е 15% помал од воспоставениот „Магичен агол“, исто така е најмалиот пријавен до денес и покажува суперспроводливи својства. Овие резултати покажуваат дека новата состојба на корелација може да се појави во извртениот двослоен графен „Магичен агол“, понизок од примарниот „магичен агол“, надвор од првата микролента на графен. За да ги изгради овие двослојни графенски уреди со „магичен рог“, тимот користеше пристап „кине и оџак“. Структурата помеѓу хексагоналните слоеви на бор нитрид (BN) е инкапсулирана; шарена во геометрија на Хол прачка со повеќе жици споени со рабните контакти Cr/Au (хром/злато). Целиот „Magic Angle“ извиткан двослоен графен уред беше фабрикуван на врвот на слојот од графен што се користи како задна врата.
Научниците користат стандардни техники за заклучување на директна струја (DC) и наизменична струја (AC) за мерење на уредите во пумпаните HE4 и HE3 криостати. Тимот ја сними врската помеѓу надолжниот отпор на уредот (Rxx) и опсегот на продолжениот напон на портата (VG) и го пресмета магнетното поле B на температура од 1,7 K. Забележано е дека малата асиметрија на електрон-дупката е вродена особина на уредот за графен со извиткан двослоен „Magic Angle“. Како што беше забележано во претходните извештаи, тимот ги забележа овие резултати и ги детализираше извештаите кои досега беа суперспроводливи. Карактеристичниот „Магичен агол“ го извртува минималниот агол на торзија на двослојниот графен уред. Со поблиско испитување на табелата на навивачите на Ландау, истражувачите добија некои забележителни карактеристики.
На пример, врвот на половина полнење и двократната дегенерација на нивото на Ландау се конзистентни со претходно забележаните изолациски состојби слични на Момент. Тимот покажа прекин во симетријата на приближната спин долина SU(4) и формирање на нова квази-честичка Ферми површина. Сепак, деталите бараат подетална проверка. Беше забележана и појава на суперспроводливост, која го зголеми Rxx (надолжен отпор), слично на претходните студии. Тимот потоа ја испитуваше критичната температура (Tc) на суперспроводливата фаза. Бидејќи не беа добиени податоци за оптимално допинг на суперпроводници во овој примерок, научниците претпоставија критична температура до 0,5 K. Сепак, овие уреди стануваат неефикасни додека не можат да добијат јасни податоци од суперспроводливата состојба. За понатамошно испитување на состојбата на суперспроводливост, истражувачите ги измериле карактеристиките на напон-струја со четири терминали (VI) на уредот при различни густини на носители.
Добиениот отпор покажува дека супер струјата се забележува во поголем опсег на густина и го покажува потиснувањето на супер струја кога се применува паралелно магнетно поле. За да се добие увид во однесувањето забележано во студијата, истражувачите ја пресметале структурата на лентата Моир на уредот со изопачен двослоен графен „Magic Angle“ користејќи го моделот Bistritzer-MacDonald и подобрени параметри. Во споредба со претходната пресметка на аголот „Магичен агол“, пресметаната ниско-енергетска лента Moire не е изолирана од опсегот со висока енергија. Иако аголот на извртување на уредот е помал од аголот на „магичен агол“ пресметан на друго место, уредот има феномен кој е силно поврзан со претходните студии (Морт изолација и суперспроводливост), за кој физичарите открија дека е неочекуван и изводлив.
По понатамошното оценување на однесувањето при големи густини (бројот на состојби достапни на секоја енергија), карактеристиките забележани од научниците се припишуваат на новопојавените поврзани состојби на изолација. Во иднина, ќе се спроведе подетална студија за густината на состојбите (DOS) за да се разбере непарната состојба на изолацијата и да се утврди дали тие можат да се класифицираат како течности со квантно спин. На овој начин, научниците забележаа суперспроводливост во близина на изолационата состојба слична на Мокс во изопачен двослоен графен уред со мал агол на вртење (0,93°). Оваа студија покажува дека дури и при толку мали агли и високи густини, ефектот на електронската корелација врз својствата на моаре е ист. Во иднина ќе се проучуваат спин долините на изолационата фаза, а ќе се проучува нова суперспроводлива фаза на пониска температура. Експерименталните истражувања ќе бидат комбинирани со теоретски напори за да се разбере потеклото на ова однесување.
Време на објавување: Октомври-08-2019 година