Paripolah Mohr stripes na belts datar dina élmu sains jeung fisika kuantum disebut "Magic Angle" twisted bilayer graphene (TBLG) geus narik minat hébat ti élmuwan, sanajan loba sipat nyanghareupan perdebatan dipanaskeun. Dina ulikan anyar diterbitkeun dina jurnal Kamajuan Élmu, Emilio Colledo jeung élmuwan di Departemen Fisika sarta Bahan Élmu di Amérika Serikat jeung Jepang observasi superconductivity jeung analogi di twisted graphene bilayer. Kaayaan insulator Mott ngabogaan sudut pulas ngeunaan 0,93 derajat. sudut ieu 15% leuwih leutik batan "sudut magic" sudut (1.1 °) diitung dina ulikan saméméhna. Ulikan ieu nunjukeun yen "sudut magic" rentang twisted bilayer graphene leuwih badag batan ekspektasi saméméhna.
Ulikan ieu nyadiakeun kabeungharan informasi anyar pikeun deciphering fenomena kuantum kuat di twisted bilayer graphene pikeun aplikasi dina fisika kuantum. Fisikawan nangtukeun "Twistronics" salaku sudut pulas relatif antara lapisan van der Waals padeukeut pikeun ngahasilkeun moiré sarta pita datar dina graphene. Konsep ieu geus jadi métode anyar jeung unik pikeun nyata ngarobah jeung ngaropéa sipat alat dumasar kana bahan dua diménsi pikeun ngahontal aliran ayeuna. Pangaruh luar biasa tina "Twistronics" ieu exemplified dina karya pioneering peneliti, demonstrating yén nalika dua lapisan tunggal graphene lapisan nu tumpuk dina "sudut magic" sudut pulas θ = 1.1 ± 0.1 °, pita pisan datar muncul. .
Dina ulikan ieu, dina twisted bilayer graphene (TBLG), fase insulating tina microstrip munggaran (fitur struktural) tina superlattice dina "sudut magic" ieu semi-kaeusi. Tim peneliti ditangtukeun yén ieu téh insulator Mott (hiji insulator mibanda sipat superconducting) nu némbongkeun superconductivity dina tingkat doping rada luhur jeung handap. Diagram fase nembongkeun superkonduktor suhu luhur antara suhu transisi superkonduktor (Tc) jeung suhu Fermi (Tf). Panaliti ieu nyababkeun minat sareng perdebatan téoritis ngeunaan struktur pita graphene, topologi sareng sistem semikonduktor "Sudut Magic" tambahan. Dibandingkeun sareng laporan téoritis asli, panilitian ékspérimén jarang sareng nembé dimimitian. Dina ulikan ieu, tim ngalaksanakeun ukuran transmisi dina "sudut magic" twisted bilayer graphene némbongkeun insulating sarta superconducting nagara bagian relevan.
Sudut kaduga menyimpang 0,93 ± 0,01, nu 15% leuwih leutik batan ngadegkeun "Magic Angle", oge pangleutikna dilaporkeun ka tanggal sarta némbongkeun sipat superconducting. Hasil ieu nunjukkeun yén kaayaan korelasi anyar bisa muncul dina "Magic Angle" twisted bilayer graphene, leuwih handap tina primér "sudut magic", saluareun microstrip mimiti graphene. Pikeun ngawangun ieu "tanduk magic" twisted alat graphene bilayer, tim ngagunakeun pendekatan "cimata jeung tumpukan". Struktur antara héksagonal boron nitride (BN) lapisan ieu encapsulated; patterned kana géométri rod Aula kalawan sababaraha kawat gandeng Cr / Au (kromium / emas) ujung kontak. Sakabéh "Magic Angle" twisted alat graphene bilayer ieu fabricated on luhureun lapisan graphene dipaké salaku gerbang tukang.
Élmuwan ngagunakeun téhnik ngonci arus langsung (DC) sareng arus bolak-balik (AC) pikeun ngukur alat dina cryostat HE4 sareng HE3 anu dipompa. Tim éta ngarékam hubungan antara résistansi longitudinal alat (Rxx) sareng rentang tegangan gerbang (VG) anu diperpanjang sareng ngitung médan magnét B dina suhu 1.7K. Asimétri éléktron-liang leutik ieu observasi mangrupa sipat alamiah tina "Magic Angle" twisted alat graphene bilayer. Sakumaha anu dititénan dina laporan saméméhna, tim ngarékam hasil ieu sareng rinci laporan anu parantos superconducting dugi ka ayeuna. Karakteristik "Magic Angle" twists sudut torsi minimum alat graphene bilayer. Kalayan pamariksaan anu langkung caket tina bagan kipas Landau, panaliti nampi sababaraha fitur anu kasohor.
Contona, puncak dina satengah eusian jeung degenerasi dua kali lipet tina tingkat Landau konsisten jeung kaayaan insulasi Momen-kawas saméméhna observasi. Tim némbongkeun putus dina simétri perkiraan spin lebak SU (4) jeung formasi permukaan Fermi kuasi-partikel anyar. Nanging, detilna peryogi pamariksaan anu langkung rinci. Penampilan superconductivity ogé dititénan, nu ngaronjat Rxx (résistansi longitudinal), sarupa jeung studi saméméhna. Tim lajeng nalungtik suhu kritis (Tc) fase superconducting. Kusabab teu aya data anu dicandak pikeun doping optimal superkonduktor dina conto ieu, para ilmuwan nganggap suhu kritis dugi ka 0,5K. Nanging, alat-alat ieu henteu efektif dugi aranjeunna tiasa nampi data anu jelas tina kaayaan superkonduktor. Pikeun salajengna nalungtik kaayaan superconducting, panalungtik ngukur opat-terminal tegangan-ayeuna (VI) ciri alat dina kapadetan pamawa béda.
Résistansi anu dicandak nunjukkeun yén arus super dititénan dina rentang dénsitas anu langkung ageung sareng nunjukkeun suprési arus super nalika médan magnét paralel diterapkeun. Pikeun ménta wawasan kana kabiasaan observasi dina pangajaran, peneliti diitung struktur band Moir tina "Magic Angle" twisted alat graphene bilayer ngagunakeun model Bistritzer-MacDonald sarta parameter ningkat. Dibandingkeun jeung itungan saméméhna tina sudut "Magic Angle", diitung énergi low Moire band teu terasing ti band énergi tinggi. Sanajan sudut pulas alat urang leuwih leutik batan "sudut magic" sudut diitung di tempat séjén, alat ngabogaan fenomena anu kuat patali jeung studi saméméhna (Mort insulasi jeung superconductivity), nu fisikawan kapanggih teu kaduga jeung meujeuhna.
Saatos ngevaluasi paripolah dina dénsitas ageung (jumlah nagara anu aya dina unggal énergi), ciri anu dititénan ku para ilmuwan dikaitkeun kana nagara insulasi anu nembé muncul. Dina mangsa nu bakal datang, ulikan nu leuwih lengkep ngeunaan dénsitas nagara (DOS) bakal dilakukeun pikeun ngarti kaayaan ganjil insulasi sarta pikeun nangtukeun naha maranéhna bisa digolongkeun kana cairan spin kuantum. Ku cara kieu, élmuwan niténan superkonduktivitas deukeut kaayaan insulasi kawas Mox dina alat graphene bilayer twisted kalawan sudut pulas leutik (0.93 °). Panaliti ieu nunjukkeun yén sanajan dina sudut anu leutik sareng kapadetan anu luhur, pangaruh korelasi éléktron dina sipat moiré sami. Dina mangsa nu bakal datang, lebak spin fase insulating bakal diulik, sarta fase superconducting anyar bakal diajar dina suhu nu leuwih handap. Panalungtikan ékspérimén bakal digabungkeun jeung usaha téoritis pikeun ngarti asal muasal kabiasaan ieu.
waktos pos: Oct-08-2019