Понашање Мохрових пруга и равних појасева у науци о науци и квантној физици под називом "Магични угао" уврнути двослојни графен (ТБЛГ) привукло је велико интересовање научника, иако се многа својства суочавају са жестоком дебатом. У новој студији објављеној у часопису Сциенце Прогресс, Емилио Цолледо и научници са Одељења за физику и науку о материјалима у Сједињеним Државама и Јапану приметили су суправодљивост и аналогију у уврнутом двослојном графену. Стање Мотт изолатора има угао заокрета од око 0,93 степена. Овај угао је 15% мањи од угла „магијског угла“ (1,1°) израчунатог у претходној студији. Ова студија показује да је опсег „магијског угла“ увијеног двослојног графена већи него што се раније очекивало.
Ова студија пружа мноштво нових информација за дешифровање јаких квантних феномена у уврнутом двослојном графену за примену у квантној физици. Физичари дефинишу "Твистроницс" као релативни угао заокрета између суседних ван дер Валсових слојева да би се произвеле моире и равне траке у графену. Овај концепт је постао нова и јединствена метода за значајно мењање и прилагођавање својстава уређаја заснованих на дводимензионалним материјалима како би се постигао проток струје. Изванредан ефекат „Твистроницс“-а је илустрован у пионирском раду истраживача, показујући да када су два једнослојна слоја графена наслагана под „магичним углом“ угао увијања од θ=1,1±0,1°, појављује се веома равна трака. .
У овој студији, у уплетеном двослојном графену (ТБЛГ), изолациона фаза прве микротракасте (структурне карактеристике) суперрешетке под „магичним углом“ била је полупопуњена. Истраживачки тим је утврдио да је ово Мотов изолатор (изолатор са суправодљивим својствима) који показује суправодљивост на нешто вишим и нижим нивоима допинга. Фазни дијаграм приказује високотемпературни суперпроводник између супрапроводљиве прелазне температуре (Тц) и Фермијеве температуре (Тф). Ово истраживање довело је до великог интересовања и теоријске дебате о структури траке графена, топологији и додатним полупроводничким системима „Магични угао“. У поређењу са оригиналним теоријским извештајем, експериментална истраживања су ретка и тек су почела. У овој студији, тим је спровео мерења трансмисије на уврнутом двослојном графену са "магијским углом" показујући релевантна изолациона и суперпроводна стања.
Неочекивано изобличени угао од 0,93 ± 0,01, који је 15% мањи од утврђеног „Магијског угла“, такође је најмањи пријављени до сада и показује суправодљива својства. Ови резултати показују да се ново стање корелације може појавити у увијеном двослојном графену "Магични угао", нижем од примарног "магијског угла", иза прве микротраке графена. Да би направио ове уређаје са уврнутим двослојним графеном "магични рог", тим је користио приступ "цепање и слагање". Структура између хексагоналних слојева бор нитрида (БН) је инкапсулирана; у облику геометрије Холовог штапа са више жица спојених на Цр/Ау (хром/злато) ивичне контакте. Цео „Магични угао“ уврнути двослојни графенски уређај је произведен на врху графенског слоја који се користи као задња капија.
Научници користе стандардне технике закључавања једносмерне (ДЦ) и наизменичне струје (АЦ) за мерење уређаја у пумпаним ХЕ4 и ХЕ3 криостатима. Тим је забележио однос између уздужног отпора уређаја (Ркк) и проширеног опсега напона на капији (ВГ) и израчунао магнетно поље Б на температури од 1,7К. Примећено је да је асиметрија мале електронске рупе инхерентна особина „Магиц Англе“ увијеног двослојног графенског уређаја. Као што је примећено у претходним извештајима, тим је забележио ове резултате и детаљно описао извештаје који су до сада били суперпроводни. Карактеристичан „Магични угао“ изврће минимални угао торзије двослојног графенског уређаја. Пажљивијим испитивањем Ландауове карте навијача, истраживачи су добили неке значајне карактеристике.
На пример, врх на пола пуњења и двострука дегенерација Ландау нивоа су у складу са претходно уоченим изолационим стањима налик моменту. Тим је показао прекид симетрије приближне спин долине СУ(4) и формирање нове Фермијеве површине квазичестица. Међутим, детаљи захтевају детаљнији преглед. Уочена је и појава суперпроводљивости, која је повећала Ркк (лонгитудинални отпор), слично претходним студијама. Тим је затим испитао критичну температуру (Тц) суперпроводне фазе. Пошто нису добијени подаци за оптимално допирање суперпроводника у овом узорку, научници су претпоставили критичну температуру до 0,5К. Међутим, ови уређаји постају неефикасни све док не буду у стању да добију јасне податке из суперпроводног стања. Да би даље истражили суперпроводљиво стање, истраживачи су измерили карактеристике четири терминала напон-струја (ВИ) уређаја при различитим густинама носиоца.
Добијени отпор показује да се суперструја посматра у већем опсегу густине и показује потискивање суперструје када се примени паралелно магнетно поље. Да би стекли увид у понашање које је примећено у студији, истраживачи су израчунали структуру Моир траке "Магиц Англе" увијеног двослојног графенског уређаја користећи Бистрицер-МацДоналд модел и побољшане параметре. У поређењу са претходним прорачуном угла „магијског угла“, израчунати Моире опсег ниске енергије није изолован од опсега високе енергије. Иако је угао заокрета уређаја мањи од угла „магијског угла“ израчунатог на другим местима, уређај има феномен који је уско повезан са претходним студијама (Мортова изолација и суперпроводљивост), за које су физичари открили да је неочекивано и изводљиво.
Након даље процене понашања при великим густинама (број стања доступних на свакој енергији), карактеристике које су научници приметили приписују се новонасталим повезаним стањима изолације. У будућности ће бити спроведена детаљнија студија густине стања (ДОС) како би се разумело непарно стање изолације и утврдило да ли се она могу класификовати као квантне спинске течности. На овај начин, научници су приметили суперпроводљивост у близини изолационог стања налик Моксу у уврнутом двослојном графенском уређају са малим углом увијања (0,93°). Ова студија показује да је чак и при тако малим угловима и великим густинама ефекат корелације електрона на својства моире исти. У будућности ће се проучавати спинске долине изолационе фазе, а нова суперпроводна фаза ће се проучавати на нижој температури. Експериментално истраживање ће бити комбиновано са теоријским напорима да се разуме порекло овог понашања.
Време објаве: 08.10.2019