Habdhaqanka xariijimaha Mohr iyo suumanka fidsan ee cilmiga sayniska iyo fiisigiska quantum-ka ee loo yaqaan "Magic Angle" ee qalloocan bilayer graphene (TBLG) ayaa soo jiidatay xiisaha saynisyahanada, inkastoo hanti badan ay la kulmaan dood kulul. Daraasad cusub oo lagu daabacay joornaalka Horumarka Sayniska, Emilio Colledo iyo saynisyahano ka tirsan Waaxda Fiisigiska iyo Sayniska Qalabka ee Mareykanka iyo Japan waxay arkeen dabeecadda sare iyo isbarbardhigga garaafka qalloocan ee bilayer graphene. Gobolka Mott insulator wuxuu leeyahay xagal qalloocan oo ku saabsan 0.93 digrii. Xaggan ayaa 15% ka yar xagasha “xagalka sixirka” (1.1°) ee lagu xisaabiyay daraasadii hore. Daraasadani waxay muujinaysaa in "xagalka sixirka" ee kala duwanaanshaha graphene bilayer qalloocan uu ka weyn yahay sidii la filayay.
Daraasadani waxay bixinaysaa macluumaad badan oo cusub oo lagu ogaanayo ifafaalaha quantum ee xooggan ee graphene bilayer qalloocan oo loogu talagalay codsiyada fiisigiska quantum-ka. Fiisigisteyaashu waxay ku qeexaan "Twistronics" inay tahay xagasha qalloocan ee u dhaxaysa lakabyada van der Waals ee ku xiga si ay u soo saaraan xadhkaha moire iyo fidsan ee graphene. Fikradani waxay noqotay hab cusub oo gaar ah oo si weyn loogu beddelayo laguna habeynayo guryaha aaladaha iyadoo lagu saleynayo agabka laba-geesoodka ah si loo gaaro socodka hadda. Saamaynta cajiibka ah ee "Twistronics" ayaa lagu muujiyay shaqada horudhaca ah ee cilmi-baarayaasha, taas oo muujinaysa in marka laba lakab oo graphene ah oo hal lakab ah lagu dhejiyo xagasha "xagalka sixirka" ee θ = 1.1 ± 0.1 °, koox aad u siman ayaa u muuqata. .
Daraasaddan, graphene bilayer qalloocan (TBLG), wejiga dahaadhka ee microstrip ugu horreeya (qaabdhismeedka qaabdhismeedka) ee superlatice ee "xagalka sixirka" wuxuu ahaa qayb-buuxiyey. Kooxda cilmi-baadhistu waxay go'aamisay in kani yahay insulator-ka Mott (dahaye leh sifooyin heer sare ah) kaas oo muujiya akhlaaqda sare ee heerarka doping-ka wax yar ka sarreeya. Jaantuska wejigu waxa uu tusinayaa kondhodheeyaha heerkulkiisu sarreeyo ee u dhexeeya heerkulka ku-meel-gaadhka ah ee koorsada (Tc) iyo heerkulka Fermi (Tf). Cilmi-baadhistani waxay keentay xiiso weyn iyo dood aragtiyeed oo ku saabsan qaab-dhismeedka band graphene, topology iyo hababka semiconductor dheeraad ah "Angle Magic". Marka la barbardhigo warbixinta asalka ah ee aragtida, cilmi-baarista tijaabada ah waa dhif oo hadda ayay bilaabatay. Daraasaddan, kooxdu waxay samaysay cabbirada gudbinta ee "xagalka sixirka" graphene labajibbaaran ee qalloocan oo muujinaya dawladaha dahaarka leh iyo kuwa sarreeya.
Xagasha qalloocan ee lama filaanka ah ee 0.93 ± 0.01, taas oo 15% ka yar "Xagalka Sixirka", sidoo kale waa kan ugu yar ee la soo sheego ilaa maanta oo soo bandhiga sifooyinka sare. Natiijooyinkani waxay muujinayaan in xidhiidhka cusubi uu ka soo muuqan karo "xagalka sixirka" graphene ee maroojin, oo ka hooseeya "xagalka sixirka", oo ka baxsan microstrip-ka koowaad ee graphene. Si loo dhiso kuwan "geeska sixirka" ee qalloocan aaladaha garaafka bilayer-ka, kooxdu waxay adeegsatay hab "jeex iyo xirmo". Qaab dhismeedka u dhexeeya laba geesoodka boron nitride (BN) lakabyada waa la duubay; loo qaabeeyey joomatari usha Hall ah oo leh fiilooyin badan oo ku lammaan Cr/Au (chromium/dahab). Dhammaan "Angle Magic" ee qalloocan ee graphene bilayer graphene waxaa lagu sameeyay dusha sare ee lakabka graphene ee loo isticmaalo albaabka dambe.
Saynis yahannadu waxay adeegsadaan farsamada qufulka hadda jira ee caadiga ah (DC) iyo beddelka hadda (AC) si ay u cabbiraan aaladaha ku jira bamka HE4 iyo HE3 cryostats. Kooxdu waxay diiwaan geliyeen xidhiidhka ka dhexeeya iska caabbinta dhererka ee qalabka (Rxx) iyo kala duwanaanshaha korantada albaabka la fidiyay (VG) waxayna xisaabiyeen goobta birlabeedka B heerkul ah 1.7K. Asymmetry-daloolada yar-yar ee elektarooniga ah ayaa loo arkay inay tahay hanti soo jireen ah oo ah "Angle Magic" ee qalloocan aaladda garaafka bilayer-ka. Sida warbixinadii hore lagu arkay, kooxdu waxay diiwaan geliyeen natiijooyinkan waxayna tafaasiil ka bixiyeen warbixinada ilaa hadda si heersare ah loo soo bandhigay. Sifada “Xagalka Sixirka” waxa ay maroojisaa xagasha toormoonka ugu yar ee aaladda garaafka labajibbaaran. Iyadoo si dhow loo baaray jaantuska taageereyaasha Landau, cilmi-baarayaashu waxay heleen astaamo muuqda.
Tusaale ahaan, heerka ugu sarreeya ee kala badh ayaa buuxsamay iyo laba laablaabnaanta hoos u dhaca heerka Landau waxay la jaan qaadayaan dawladihii dahaarka ee hore loo arkay. Kooxdu waxay muujisay nasasho ku yimaadda summetry ee qiyaasta dooxada lafdhabarta SU(4) iyo samaynta qayb cusub oo ka kooban Fermi. Si kastaba ha ahaatee, faahfaahintu waxay u baahan tahay kormeer faahfaahsan. Muuqaalka sare ee dabeecadda ayaa sidoo kale la arkay, taas oo kordhisay Rxx (caabbinta dheer), oo la mid ah daraasadihii hore. Kooxdu waxay markaa baadhay heerkulka muhiimka ah (Tc) ee wejiga koontaroolka sare. Maadaama aan wax xog ah laga helin muunadkan, saynisyahannadu waxay u qaateen heerkul halis ah oo gaaraya ilaa 0.5K. Si kastaba ha noqotee, aaladahani waxay noqdaan kuwo aan waxtar lahayn ilaa ay awoodaan inay helaan xog cad oo ka socota gobolka fulinta sare. Si loo sii baaro heerka sareynta, cilmi-baarayaashu waxay cabbireen sifooyinka afarta-terminal danab-current (VI) ee aaladda cufnaanta sideyaasha kala duwan.
Iska caabinta la helay waxay tuseysaa in super current lagu arkay cufnaan ka weyn waxayna muujineysaa xakamaynta super current marka goob magnet is barbar ah lagu dabaqo. Si loo helo aragtida hab-dhaqanka lagu arkay daraasadda, cilmi-baarayaashu waxay xisaabiyeen qaab-dhismeedka kooxda Moir ee "Angle Magic" ee qalloocan qalabka graphene bilayer iyagoo isticmaalaya qaabka Bistritzer-MacDonald iyo cabbirrada la hagaajiyay. Marka la barbar dhigo xisaabintii hore ee xagasha “Xagasha Sixirka”, kooxda Moire ee tamarta yar ee la xisaabiyay kama go'na kooxda tamarta sare. In kasta oo xagasha qalloocan ee aaladda ay ka yar tahay xagasha “xagalka sixirka” ee lagu xisaabiyo meelo kale, haddana qalabku waxa uu leeyahay ifafaale si xooggan ula xidhiidha cilmi-baadhisyo hore (Mort insulation and superconductivity), taas oo khubarada physic-ku ogaadeen in ay lama filaan ku tahay oo ay suurtogal tahay.
Ka dib markii la sii qiimeeyay habdhaqanka cufnaanta waaweyn (tirada dawladaha laga heli karo tamar kasta), sifooyinka ay arkeen saynisyahannadu waxaa loo aaneynayaa dawladaha cusub ee daboolaya ee la xidhiidha. Mustaqbalka, daraasad faahfaahsan oo faahfaahsan oo ku saabsan cufnaanta dawladaha (DOS) ayaa la samayn doonaa si loo fahmo xaaladda dahaarka iyo in la go'aamiyo haddii loo kala saari karo dareeraha quantum spin. Sidan oo kale, saynisyahannadu waxay arkeen dabeecadda sare ee u dhow gobolka dahaarka ee Mox-la mid ah ee aaladda garaafyada bilayer qalloocan oo leh xagal yar oo qalloocan (0.93°). Daraasadani waxay muujineysaa in xitaa xaglaha yar yar iyo cufnaanta sare, saameynta isku xirnaanta elektaroonigga ah ee sifooyinka moiré waa isku mid. Mustaqbalka, dooxooyinka lafdhabarta ee wajiga dahaadhka ayaa la baran doonaa, waxaana lagu baran doonaa weji cusub oo heer sare ah oo heerkul hoose ah. Baaritaanka tijaabada ah waxaa lagu dari doonaa dadaallo aragtiyeed si loo fahmo asalka habdhaqankan.
Waqtiga boostada: Oct-08-2019