Quantum Hall Effect:
Vid mycket låga temperaturer och i närvaro av starka magnetfält kan skiktade material uppvisa Quantum Hall Effect (QHE). Detta fenomen resulterar i kvantisering av elektrisk konduktans, där konduktansen antar specifika diskreta värden. QHE uppstår på grund av bildandet av lokala elektroniska tillstånd nära materialets kanter, som påverkas av magnetfältet.
Supraledning:
Vissa skiktade material, såsom interkalerad grafit och vissa TMDs, har visat sig uppvisa supraledning när de kyls till extremt låga temperaturer. Superledning är förmågan hos ett material att leda elektricitet med noll motstånd. I skiktade material kan supraledning uppstå på grund av interaktioner mellan elektroner i skikten och de interkalerade arterna eller defekterna.
Mott Insulator Transition:
Skiktade material kan genomgå en övergång från ett metalliskt tillstånd till ett Mott-isolatortillstånd när elektronkorrelationerna i materialet blir starka. I Mott-isolatortillståndet blir materialet elektriskt isolerande på grund av lokaliseringen av elektroner. Denna övergång drivs av Coulomb-repulsionen mellan elektroner, som övervinner den kinetiska energin som normalt skulle möjliggöra fri rörlighet för elektroner.
Excitonisk isolatortillstånd:
I vissa skiktade halvledare, såsom dikalkogenider av övergångsmetall, kan ett excitoniskt isolatortillstånd bildas vid låga temperaturer. I detta tillstånd blir elektroner och hål (frånvaron av elektroner) tätt bundna till varandra för att bilda excitoner, som i praktiken är neutrala kvasipartiklar. Det excitoniska isolatortillståndet hindrar transporten av laddningsbärare, vilket resulterar i ett isolerande beteende.
Valleytronics:
Skiktade material, särskilt TMD, har unika elektroniska bandstrukturer som ger upphov till dalens frihetsgrader. Dalar är regioner i momentumrymden där lednings- och valensbanden berörs, och de kan selektivt befolkas med elektroner eller hål. Den här egenskapen möjliggör dalbaserad elektronik, eller valleytronics, som involverar manipulering av dalindex för informationslagring och bearbetning.
Topologisk isolatortillstånd:
некоторых слоистых материалов могут проявлять топологическое состояние изолятора. Это состояние возникает из-за наличия топологически защищенных поверхностных состояний, которые которые сед ектов в материале. Топологические изоляторы обладают уникальными свойствами, такими как спиновая поляризация поверхной фект Холла.
Att pressa skiktade material till extrema förhållanden kan avslöja dessa fascinerande fenomen, erbjuda nya insikter i dessa materials grundläggande fysik och bana väg för potentiella tekniska tillämpningar. Dessa extrema förhållanden kan uppnås på olika sätt, såsom låga temperaturer, höga tryck, starka magnetfält eller kemiska modifieringar, som var och en kan inducera distinkta förändringar i materialets egenskaper. Genom att utforska dessa extrema regimer siktar forskare på att låsa upp nya funktioner och manipulera materialegenskaper med oöverträffad precision, vilket leder till framsteg inom områden som elektronik, spintronik och kvantberäkningar.
