Tabia ya michirizi ya Mohr na mikanda bapa katika sayansi ya sayansi na fizikia ya quantum inayoitwa "Angle ya Uchawi" iliyosokotwa bilayer graphene (TBLG) imevutia sana wanasayansi, ingawa sifa nyingi zinakabiliwa na mjadala mkali. Katika utafiti mpya uliochapishwa katika jarida la Science Progress, Emilio Colledo na wanasayansi katika Idara ya Fizikia na Sayansi ya Nyenzo nchini Marekani na Japani waliona utendakazi wa hali ya juu na mlinganisho katika graphene iliyosokotwa. Hali ya kihami cha Mott ina pembe ya twist ya takriban digrii 0.93. Pembe hii ni ndogo kwa 15% kuliko pembe ya "angle ya uchawi" (1.1°) iliyokokotwa katika utafiti uliopita. Utafiti huu unaonyesha kuwa safu ya "pembe ya uchawi" ya graphene iliyosokotwa ya bilaya ni kubwa kuliko ilivyotarajiwa hapo awali.
Utafiti huu unatoa habari nyingi mpya za kubainisha matukio madhubuti ya quantum katika bilayer graphene iliyosokotwa kwa matumizi katika fizikia ya quantum. Wanafizikia wanafafanua "Twistronics" kama pembe ya msokoto wastani kati ya tabaka zinazokaribiana za van der Waals ili kutoa bendi za moiré na bapa katika graphene. Dhana hii imekuwa njia mpya na ya kipekee ya kubadilisha kwa kiasi kikubwa na kubinafsisha sifa za kifaa kulingana na nyenzo za pande mbili ili kufikia mtiririko wa sasa. Athari ya ajabu ya "Twistronics" ilionyeshwa katika kazi ya upainia ya watafiti, kuonyesha kwamba wakati tabaka mbili za graphene za safu moja zinapowekwa kwenye pembe ya "uchawi" ya θ = 1.1 ± 0.1 °, bendi ya gorofa sana inaonekana. .
Katika utafiti huu, katika graphene ya bilayer iliyopotoka (TBLG), awamu ya kuhami ya microstrip ya kwanza (kipengele cha kimuundo) cha superlattice kwenye "angle ya uchawi" ilijazwa nusu. Timu ya utafiti iliamua kuwa hii ni kihami cha Mott (kizio chenye sifa za upitishaji nguvu zaidi) ambacho kinaonyesha utendakazi bora katika viwango vya juu kidogo na vya chini vya doping. Mchoro wa awamu unaonyesha joto la juu la superconductor kati ya joto la mpito la superconducting (Tc) na joto la Fermi (Tf). Utafiti huu ulisababisha shauku kubwa na mjadala wa kinadharia juu ya muundo wa bendi ya graphene, topolojia na mifumo ya ziada ya "Angle ya Uchawi" ya semiconductor. Ikilinganishwa na ripoti ya awali ya kinadharia, utafiti wa majaribio ni nadra na ndio umeanza. Katika utafiti huu, timu ilifanya vipimo vya maambukizi kwenye "pembe ya kichawi" iliyosokotwa bilayer graphene inayoonyesha hali zinazofaa za kuhami joto na upitishaji hewa.
Pembe iliyopotoka bila kutarajiwa ya 0.93 ± 0.01, ambayo ni ndogo kwa 15% kuliko "Angle ya Uchawi" iliyoanzishwa, pia ndiyo ndogo zaidi iliyoripotiwa hadi sasa na inaonyesha sifa za upitishaji bora. Matokeo haya yanaonyesha kuwa hali mpya ya uunganisho inaweza kuonekana katika "Angle ya Uchawi" iliyosokotwa bilayer graphene, chini ya "pembe ya uchawi" ya msingi, zaidi ya ukanda wa kwanza wa graphene. Kuunda vifaa hivi vya "pembe ya kichawi" vilivyosokotwa vya bilayer graphene, timu ilitumia mbinu ya "rarua na kutundika". Muundo kati ya tabaka za nitridi ya boroni ya hexagonal (BN) imefungwa; iliyochorwa katika jiometri ya fimbo ya Ukumbi yenye nyaya nyingi zilizounganishwa na viunganishi vya ukingo vya Cr/Au (chromium/dhahabu). Kifaa chote cha "Angle ya Uchawi" kilichosokotwa bilayer kiliundwa juu ya safu ya graphene inayotumika kama lango la nyuma.
Wanasayansi hutumia mbinu za kawaida za kufunga mkondo wa moja kwa moja (DC) na mkondo mbadala (AC) kupima vifaa katika viunga vya HE4 na HE3 vinavyosukumwa. Timu ilirekodi uhusiano kati ya upinzani wa longitudinal wa kifaa (Rxx) na safu ya volteji ya lango iliyopanuliwa (VG) na kukokotoa uga sumaku B kwa joto la 1.7K. Ulinganifu wa mashimo madogo ya elektroni ulionekana kuwa mali asili ya kifaa cha "Angle ya Uchawi" iliyopotoka ya bilayer. Kama ilivyoonekana katika ripoti za awali, timu ilirekodi matokeo haya na kueleza kwa kina ripoti ambazo zimekuwa zikifanya utendakazi wa hali ya juu hadi sasa. Tabia ya "Angle ya Uchawi" hupindisha pembe ya chini ya msokoto ya kifaa cha bilayer graphene. Kwa uchunguzi wa karibu wa chati ya shabiki wa Landau, watafiti walipata vipengele muhimu.
Kwa mfano, kilele cha kujaza nusu na kuzorota mara mbili kwa kiwango cha Landau ni sawa na hali ya insulation ya Moment-like iliyozingatiwa hapo awali. Timu ilionyesha mapumziko katika ulinganifu wa takriban bonde la spin SU(4) na uundaji wa uso mpya wa quasi-particle Fermi. Walakini, maelezo yanahitaji ukaguzi wa kina zaidi. Kuonekana kwa superconductivity pia ilizingatiwa, ambayo iliongeza Rxx (upinzani wa longitudinal), sawa na masomo ya awali. Timu kisha ikachunguza halijoto muhimu (Tc) ya awamu ya upitishaji maji kupita kiasi. Kwa kuwa hakuna data iliyopatikana kwa doping bora ya superconductors katika sampuli hii, wanasayansi walidhani joto muhimu la hadi 0.5K. Walakini, vifaa hivi havifanyi kazi hadi viweze kupata data wazi kutoka kwa hali ya upitishaji wa juu. Ili kuchunguza zaidi hali ya upitishaji umeme zaidi, watafiti walipima sifa za voltage nne za sasa (VI) za kifaa katika msongamano tofauti wa mtoa huduma.
Upinzani uliopatikana unaonyesha kuwa mkondo wa juu huzingatiwa juu ya safu kubwa ya msongamano na huonyesha ukandamizaji wa mkondo wa juu wakati uga sambamba wa sumaku unatumika. Ili kupata maarifa juu ya tabia iliyozingatiwa katika utafiti, watafiti walikokotoa muundo wa bendi ya Moir ya kifaa cha "Angle ya Uchawi" iliyosokotwa bilayer ya graphene kwa kutumia mfano wa Bistritzer-MacDonald na vigezo vilivyoboreshwa. Ikilinganishwa na hesabu ya awali ya "Angle ya Uchawi", bendi ya Moire ya nishati ya chini iliyohesabiwa haijatengwa na bendi ya juu ya nishati. Ingawa pembe ya kusokota ya kifaa ni ndogo kuliko ile ya “angle ya kichawi” inayokokotolewa kwingineko, kifaa kina jambo ambalo linahusiana sana na tafiti za awali (Mort insulation na superconductivity), ambayo wanafizikia walipata kuwa isiyotarajiwa na inayowezekana.
Baada ya kutathmini zaidi tabia katika msongamano mkubwa (idadi ya majimbo inapatikana kwa kila nishati), sifa zinazozingatiwa na wanasayansi zinahusishwa na majimbo mapya yanayohusiana ya insulation. Katika siku zijazo, uchunguzi wa kina zaidi wa msongamano wa majimbo (DOS) utafanywa ili kuelewa hali isiyo ya kawaida ya insulation na kubaini kama zinaweza kuainishwa kama vimiminiko vya quantum spin. Kwa njia hii, wanasayansi waliona superconductivity karibu na hali ya kuhami joto kama ya Mox katika kifaa kilichosokotwa cha graphene cha bilayer chenye pembe ndogo ya kukunja (0.93°). Utafiti huu unaonyesha kwamba hata kwa pembe ndogo na msongamano mkubwa, athari za uwiano wa elektroni kwenye mali ya moiré ni sawa. Katika siku zijazo, mabonde ya spin ya awamu ya kuhami itasomwa, na awamu mpya ya superconducting itasomwa kwa joto la chini. Utafiti wa majaribio utaunganishwa na juhudi za kinadharia ili kuelewa asili ya tabia hii.
Muda wa kutuma: Oct-08-2019