Ylym we kwant fizikasy ylymlarynda Mohr zolaklarynyň we tekiz guşaklaryň özüni alyp barşy, “Jadyly burç” öwrümli bilýer grafeni (TBLG) alymlaryň uly gyzyklanmasyny döretdi, ýöne köp häsiýet gyzgalaňly jedellere sezewar boldy. “Science Progress” inurnalynda çap edilen täze gözlegde ABŞ-nyň we Japanaponiýanyň Fizika we materiallar ylymlary bölüminiň alymlary Emilio Kolledo we öwrümli bilýer grafeninde aşa geçirijilik we meňzeşlige syn etdiler. Mott izolýator ýagdaýynyň takmynan 0.93 dereje burçy bar. Bu burç, öňki barlagda hasaplanan “jadyly burç” burçundan (1,1 °) 15% kiçidir. Bu gözleg, öwrümli bilýer grafeniniň “jadyly burçy” diapazonynyň öň garaşylýandan has uludygyny görkezýär.
Bu gözleg, kwant fizikasynda ulanmak üçin öwrümli bilýer grafeninde güýçli kwant hadysalaryny kesgitlemek üçin köp täze maglumatlary berýär. Fizikler “Twistronics” -i grafenada moir we tekiz zolaklary öndürmek üçin goňşy van der Waals gatlaklarynyň arasyndaky otnositel burç diýip kesgitleýärler. Bu düşünje, häzirki akymy gazanmak üçin iki ölçegli materiallara esaslanýan enjam häsiýetlerini ep-esli üýtgetmek we özleşdirmek üçin täze we üýtgeşik usula öwrüldi. “Twistronics” -iň ajaýyp täsiri, gözlegçileriň ilkinji işinde iki sany bir gatly grafen gatlagynyň “jadyly burç” burçy burçy θ = 1,1 ± 0.1 ° burçda ýerleşdirilende, gaty tekiz zolagyň peýda bolandygyny görkezdi. .
Bu gözlegde, öwrümli bilýer grafeninde (TBLG), “jadyly burçda” superlattisiň ilkinji mikrostripiniň (gurluş aýratynlygy) izolýasiýa fazasy ýarym dolduryldy. Gözleg topary munuň Mott izolýatorynyň (super geçiriji häsiýetli izolýator) birneme ýokary we aşaky doping derejesinde super geçirijiligi görkezýändigini kesgitledi. Fazanyň diagrammasy ýokary geçiriji geçiş temperaturasy (Tc) bilen Fermi temperaturasynyň (Tf) arasyndaky ýokary temperatura super geçirijini görkezýär. Bu gözleg, grafen toparynyň gurluşy, topologiýasy we goşmaça “Jadyly burç” ýarymgeçiriji ulgamlary barada uly gyzyklanma we teoretiki jedele sebäp boldy. Asyl nazaryýet hasabaty bilen deňeşdirilende, synag synaglary seýrek we ýaňy başlandy. Bu gözlegde, topar degişli izolýasiýa we aşa geçiriji ýagdaýlary görkezýän “jadyly burç” öwrümli bilýer grafeninde geçiriş ölçeglerini geçirdi.
Döredilen “Jadyly burçdan” 15% kiçi bolan 0.93 ± 0.01 garaşylmadyk ýoýulan burç, şu güne çenli habar berlen iň kiçidir we aşa geçiriji häsiýetleri görkezýär. Bu netijeler, täze korrelýasiýa ýagdaýynyň, “jadyly burç” öwrümli bilýer grafeninde, grafeniň ilkinji mikrostripiniň daşynda esasy “jadyly burçdan” pes bolup biljekdigini görkezýär. Bu “jadyly şah” öwrümli bilýer grafen enjamlaryny gurmak üçin topar “ýyrtmak we ýapmak” çemeleşmesini ulandy. Altyburçly bor nitrit (BN) gatlaklarynyň arasyndaky gurluş öz içine alýar; Cr / Au (hrom / altyn) gyrasy kontaktlaryna birikdirilen birnäçe simli Hall hasasy geometriýasyna nagyşlanýar. “Jadyly burç” öwrümli bilýer grafen enjamy, yzky derweze hökmünde ulanylýan grafen gatlagynyň üstünde ýasaldy.
Alymlar nasoslanan HE4 we HE3 kristostatlarynda enjamlary ölçemek üçin adaty göni tok (DC) we üýtgeýän tok (AC) gulplama usullaryny ulanýarlar. Topar enjamyň uzynlygyna garşylyk (Rxx) bilen uzaldylan derwezäniň naprýa .eniýesi (VG) aralygynyň arasyndaky baglanyşygy ýazga aldy we B magnit meýdanyny 1,7K temperaturada hasaplady. Kiçijik elektron deşikli assimetriýa “Jadyly burç” öwrümli bilýer grafen enjamynyň mahsus aýratynlygy hökmünde syn edildi. Öňki hasabatlarda görkezilişi ýaly, topar bu netijeleri ýazga geçirdi we şu wagta çenli aşa geçiriji hasabatlary jikme-jik berdi. Aýratyn häsiýetli “Jadyly burç”, bilýer grafen enjamynyň iň az burulma burçuny öwrýär. Gözlegçiler “Landau” janköýerleriniň diagrammasyny has içgin öwrenmek bilen käbir görnükli aýratynlyklary gazandylar.
Mysal üçin, ýarym doldurmagyň iň ýokary derejesi we Landau derejesiniň iki esse peselmegi öň synlanan Moment ýaly izolýasiýa ýagdaýlaryna laýyk gelýär. Topar takmynan aýlaw jülgesiniň SU (4) simmetriýasynda we Fermi täze bölejik bölejiginiň emele gelmeginde arakesme görkezdi. Şeýle-de bolsa, jikme-jiklikler has jikme-jik gözden geçirilmegini talap edýär. Geçirijilik ukybynyň peýda bolmagy, öňki barlaglara meňzeş Rxx (uzynlyk garşylygy) ýokarlandy. Soňra topar super geçiriji fazanyň kritiki temperaturasyny (Tc) gözden geçirdi. Bu nusgada super geçirijileri optimal doping etmek üçin hiç hili maglumat alynmandygy sebäpli alymlar 0,5K çenli kritiki temperaturany çakladylar. Şeýle-de bolsa, bu enjamlar aşa geçiriji ýagdaýdan anyk maglumatlary alyp bilýänçä netijesiz bolýar. Geçirijiniň ýagdaýyny has giňişleýin öwrenmek üçin gözlegçiler enjamyň dört terminaly naprýa .eniýe-tok (VI) aýratynlyklaryny dürli göterijiniň dykyzlygynda ölçediler.
Alnan garşylyk, super tokyň has dykyzlyk aralygynda gözegçilik edilýändigini we parallel magnit meýdany ulanylanda super tokyň basyşyny görkezýär. Gözlegçiler, gözlegde syn edilen özüni alyp barşyna düşünmek üçin Bistritzer-MacDonald modelini we gowulandyrylan parametrleri ulanyp, “Jadyly burç” öwrümli bilýer grafen enjamynyň Moir toparynyň gurluşyny hasapladylar. “Jadyly burç” burçunyň öňki hasaplamasy bilen deňeşdirilende, hasaplanan pes energiýa Moire zolagy ýokary energiýa zolagyndan izolirlenmeýär. Enjamyň öwrüm burçy başga bir ýerde hasaplanan “jadyly burç” burçundan has kiçi bolsa-da, enjamda fizikleriň garaşylmadyk we mümkin bolup biläýjek öňki barlaglary (Mort izolýasiýasy we aşa geçirijilik) bilen berk baglanyşykly hadysasy bar.
Uly dykyzlykdaky özüni alyp barşyna (her energiýada bar bolan ştatlaryň sany) has giňişleýin baha berenden soň, alymlaryň syn eden aýratynlyklary täze dörän izolýasiýa ýagdaýlaryna degişlidir. Geljekde izolýasiýanyň geň ýagdaýyna düşünmek we kwant aýlanýan suwuklyklar hökmünde toparlara bölünip bilinjekdigini kesgitlemek üçin ştatlaryň dykyzlygy (DOS) barada has jikme-jik gözleg geçiriler. Şeýlelik bilen, alymlar kiçijik öwrümli burçly (0.93 °) öwrümli bilýer grafen enjamynda Mox ýaly izolýasiýa ýagdaýynyň golaýynda ýokary geçirijilige syn etdiler. Bu gözleg, şeýle kiçijik burçlarda we ýokary dykyzlyklarda-da, elektron korrelýasiýanyň moiriň häsiýetlerine täsiriniň birmeňzeşdigini görkezýär. Geljekde izolýasiýa fazasynyň aýlaw jülgeleri öwreniler we has pes temperaturada täze geçiriji faza öwreniler. Synag gözlegleri, bu özüni alyp barşyň gelip çykyşyna düşünmek üçin teoretiki tagallalar bilen birleşdiriler.
Iş wagty: Oktýabr-08-2019