• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  Science >> Vetenskap >  >> Fysik
    Experiment med vridna, skiktade kvantmaterial ger en ny bild av hur elektroner beter sig
    Nyligen genomförda experiment i vridna, skiktade kvantmaterial har avslöjat oväntade beteenden hos elektroner som utmanar vår traditionella förståelse av hur elektroner interagerar med varandra. Dessa material består av flera lager som kan vridas i förhållande till varandra, vilket introducerar nya frihetsgrader som avsevärt kan förändra systemets elektroniska egenskaper.

    En av de mest spännande observationerna är uppkomsten av korrelerade elektrontillstånd som liknar de som finns i cuprate-högtemperatursupraledare. I dessa material bildar elektroner par som kallas Cooper-par, som kondenserar till ett supraledande tillstånd vid låga temperaturer, vilket tillåter elektricitet att flöda med noll motstånd. Närvaron av sådana korrelerade elektrontillstånd i vridna, skiktade kvantmaterial tyder på att dessa system kan ha nyckeln till att förstå supraledning vid hög temperatur.

    Ett annat anmärkningsvärt fynd är förekomsten av Mott-isoleringsbeteende, som vanligtvis observeras i material med starka elektron-elektron-interaktioner. Mott-isolatorer kännetecknas av ett isolerande tillstånd trots närvaron av delvis fyllda elektronband, vilket motsäger konventionell bandteori. I vridna, skiktade kvantmaterial kan detta beteende styras av vridningsvinkeln mellan lagren, vilket ger en unik plattform för att studera och förstå samspelet mellan elektronkorrelation och kvantinneslutning.

    Vidare har experiment i vridna, skiktade kvantmaterial avslöjat nya kvantfaser, såsom topologiska isolatorer och Weyl-halvmetaller, som har exotiska egenskaper och har potential för tillämpningar inom spintronik och kvantberäkning. Dessa material uppvisar ofta exotiska elektroniska bandstrukturer med unika topologiska egenskaper som ger upphov till skyddade elektroniska tillstånd.

    Studiet av vridna, skiktade kvantmaterial är fortfarande i ett tidigt skede, och nya och överraskande upptäckter dyker ständigt upp. Dessa material ger en rik lekplats för att utforska nya kvantfenomen och fördjupar vår förståelse för grundläggande elektroniska interaktioner. Allt eftersom forskningen inom detta område fortskrider förväntas den belysa karaktären av supraledning, magnetism och andra viktiga kvantfenomen, vilket banar väg för framtida genombrott inom den kondenserade materiens fysik och materialvetenskap.

    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com