Huvitav

Teadlased avastasid grafiidi ebatõenäolise kvantomandi

Teadlased avastasid grafiidi ebatõenäolise kvantomandi

Teadlased on avastanud, et mahtgraafiit avaldab Halli kvantefekti tähelepanuväärsel viisil, avades uusi valdkondi füüsika uurimiseks.

Kvantsaali efekti jälgimine väljaspool 2D süsteemi

Suurbritannia Manchesteri ülikooli teadlased eesotsas dr Artem Mishchenko, prof Volodya Fal'ko ja prof Andre Geimiga on leidnud kvantsaali efekti (QHE) lahtiselt grafiidist, mis on laotud kihtidest kihiline kristall grafeeni.

VAATA KA: UURIJAD TUTVUSTAVAD GRAAFEENI TRÜKIMISTEHNIKAT, MIS SIIDIKRAANID PAINDLIKUT ELEKTROONIKAT

Nende järeldusi, mis avaldati ajakirjas Nature Physics, ei osatud oodata, kuna QHE peaks piirduma kahemõõtmeliste süsteemidena tuntud süsteemidega, kus elektronide liikumine on piiratud ühe tasapinnaga ja ei saa liikuda risti.

Teadlased kasutasid lõhustatud grafiitkristalle, mida kaitses kihiline kuusnurkne boornitriid. Nende seadmed vastasid Halli riba geomeetriale, võimaldades neil mõõta elektronide transporti grafiidis.

"Mõõtmised olid üsna lihtsad." selgitab uurimisrühma liige ja artikli esimene autor dr Jun Yin. "Läbisime väikese voolu mööda Halli riba, rakendasime tugevat magnetvälja risti Halli riba tasapinnaga ja mõõtsime siis seadme piki- ja takistusekindluse eraldamiseks seadmel tekitatud pingeid."

Dokumendi teoreetilise osa kallal töötanud Fal'ko ütles: "Me olime üsna üllatunud, kui nägime kvanthalli efekti (QHE) - kvantiseeritud platoo jada Halli takistuses -, millega kaasnes proovides null pikitakistuseta Need on piisavalt paksud, et käituda tavalise mass-semimetallina, milles QHE tuleks keelata. "

Leitud muud iseärasused

Teine üllatav järeldus oli see, et grafiidis sisalduvate grafeeni kihtide arv - täpsemalt, kas kihte oli paaritu arv või paarisarv - mõjutas nende QHE vaatlusi.

Nad leidsid, et grafiidi kahe erineva elektroni seisulained tekitasid QHE energiavahesid, kui grafiidis oli paaritu arv grafeenikihte, ja tegid seda isegi siis, kui grafeenikihte oli sadu.

Teine üllatav tulemus oli fraktsionaalse QHE (FQHE) avastamine - mis erineb tavalisest QHE-st ja on elektronide vastasmõjude produkt, mis tekitab selliseid nähtusi nagu ülijuhtivus ja magnetism - väga õhukestes grafiitkihtides.

"Enamikku meie täheldatud tulemusi saab seletada lihtsa üheelektroonilise mudeli abil, kuid FQHE nägemine ütleb meile, et pilt pole nii lihtne," ütles Mištšenko. "Kõrgete magnetväljade ja madalate temperatuuride korral on meie grafiidiproovides palju elektronide ja elektronide vastasmõjusid, mis näitab, et paljude materjalide füüsika on selles materjalis oluline."

Võttes tagasi Graphene'i tähelepanu keskpunkti

Grafiit on juba aastaid tagasi jõudnud Graphene'i tagaistmele, kuid teadlased loodavad, et nende töö näitab, et suurem grafiitmaterjal on siiski väärt märkimisväärset uurimist.

"Meie töö on uus lähtepunkt selle materjali edasiseks uurimiseks, sealhulgas paljude kehade füüsika, näiteks tiheduslained, eksitoniline kondenseerumine või Wigneri kristalliseerumine," ütles Mištšenko.

"Aastakümneid kasutasid teadlased grafiiti omamoodi" filosoofi kivina ", mis võib anda kõik tõenäolised ja ebatõenäolised nähtused, sealhulgas toatemperatuuril ülijuhtivus," ütles Geim. "Meie töö näitab, mis on selles materjalis põhimõtteliselt võimalik, vähemalt siis, kui see on puhtal kujul."


Vaata videot: PUUDUTA MIND. Paraloog Ants Gross maalib kaitse- ja kättemaksuvõimega pilte (September 2021).