Ang kinaiya sa mga Mohr stripes ug flat belts sa syensya sa syensya ug quantum physics nga gitawag og "Magic Angle" twisted bilayer graphene (TBLG) nakadani og dakong interes gikan sa mga siyentista, bisan pa daghang mga kabtangan ang nag-atubang og mainit nga debate. Sa usa ka bag-ong pagtuon nga gipatik sa journal nga Science Progress, si Emilio Colledo ug mga siyentista sa Department of Physics and Materials Science sa Estados Unidos ug Japan nakamatikod sa superconductivity ug analogy sa twisted bilayer graphene. Ang Mott insulator state adunay twist angle nga mga 0.93 degrees. Kini nga anggulo 15% nga mas gamay kaysa sa "magic angle" angle (1.1°) nga gikalkulo sa miaging pagtuon. Kini nga pagtuon nagpakita nga ang "magic angle" range sa twisted bilayer graphene mas dako kaysa sa gilauman kaniadto.
Kini nga pagtuon naghatag ug daghang bag-ong impormasyon alang sa pagsabot sa kusog nga quantum phenomena sa twisted bilayer graphene alang sa mga aplikasyon sa quantum physics. Gihubit sa mga physicist ang "Twistronics" isip relatibong twist angle tali sa kasikbit nga van der Waals layers aron makahimo og moiré ug flat bands sa graphene. Kini nga konsepto nahimong usa ka bag-o ug talagsaon nga pamaagi alang sa pag-usab ug pag-customize sa mga kabtangan sa device base sa two-dimensional nga mga materyales aron makab-ot ang current flow. Ang talagsaong epekto sa "Twistronics" gipakita sa pioneering work sa mga tigdukiduki, nga nagpakita nga kung ang duha ka single-layer graphene layers gipatong-patong sa usa ka "magic angle" twist angle nga θ=1.1±0.1°, usa ka patag kaayo nga band ang makita.
Niini nga pagtuon, sa twisted bilayer graphene (TBLG), ang insulating phase sa unang microstrip (structural feature) sa superlattice sa "magic angle" kay semi-filled. Natino sa research team nga kini usa ka Mott insulator (usa ka insulator nga adunay superconducting properties) nga nagpakita og superconductivity sa gamay nga mas taas ug mas ubos nga doping levels. Ang phase diagram nagpakita sa high temperature superconductor tali sa superconducting transition temperature (Tc) ug sa Fermi temperature (Tf). Kini nga panukiduki misangpot sa dakong interes ug teoretikal nga debate sa graphene band structure, topology ug dugang nga "Magic Angle" semiconductor systems. Kon itandi sa orihinal nga theoretical report, ang experimental research talagsa ra ug bag-o lang nagsugod. Niini nga pagtuon, ang team nagpahigayon og transmission measurements sa "magic angle" twisted bilayer graphene nga nagpakita sa may kalabutan nga insulating ug superconducting states.
Usa ka wala damha nga gituis nga anggulo nga 0.93 ± 0.01, nga 15% nga mas gamay kaysa sa natukod nga "Magic Angle", mao usab ang pinakagamay nga gitaho hangtod karon ug nagpakita sa mga kabtangan sa superconducting. Kini nga mga resulta nagpakita nga ang bag-ong estado sa korelasyon mahimong makita sa "Magic Angle" twisted bilayer graphene, nga mas ubos kaysa sa panguna nga "magic angle", lapas sa una nga microstrip sa graphene. Aron matukod kini nga mga aparato sa graphene nga "magic horn" twisted bilayer, ang team migamit usa ka pamaagi nga "tear and stack". Ang istruktura taliwala sa mga hexagonal boron nitride (BN) nga mga layer gi-encapsulate; gi-pattern sa usa ka Hall rod geometry nga adunay daghang mga alambre nga konektado sa mga kontak sa kilid sa Cr/Au (chromium/gold). Ang tibuuk nga aparato sa graphene nga "Magic Angle" twisted bilayer gihimo sa ibabaw sa layer sa graphene nga gigamit ingon back gate.
Gigamit sa mga siyentista ang standard nga direct current (DC) ug alternating current (AC) locking techniques aron masukod ang mga device sa pumped HE4 ug HE3 cryostats. Girekord sa team ang relasyon tali sa longitudinal resistance (Rxx) sa device ug sa extended gate voltage (VG) range ug gikalkulo ang magnetic field B sa temperatura nga 1.7K. Ang small electron-hole asymmetry naobserbahan nga usa ka kinaiyanhong kabtangan sa "Magic Angle" twisted bilayer graphene device. Sama sa naobserbahan sa miaging mga report, girekord sa team kini nga mga resulta ug gidetalye ang mga report nga nag-superconduct hangtod karon. Ang kinaiya nga "Magic Angle" nagtuyok sa minimum nga torsion angle sa bilayer graphene device. Pinaagi sa mas duol nga pagsusi sa Landau fan chart, nakakuha ang mga tigdukiduki og pipila ka talagsaong mga bahin.
Pananglitan, ang kinapungkayan sa tunga nga pagpuno ug ang duha ka pilo nga pagkadaot sa lebel sa Landau nahiuyon sa naobserbahan kaniadto nga mga estado sa pagkakabulag nga sama sa Moment. Ang team nagpakita og pagkabungkag sa symmetry sa gibana-bana nga spin valley SU(4) ug ang pagporma sa usa ka bag-ong quasi-particle Fermi surface. Bisan pa, ang mga detalye nanginahanglan usa ka mas detalyado nga inspeksyon. Naobserbahan usab ang pagpakita sa superconductivity, nga nagdugang sa Rxx (longitudinal resistance), susama sa nangaging mga pagtuon. Gisusi dayon sa team ang kritikal nga temperatura (Tc) sa superconducting phase. Tungod kay walay nakuha nga datos alang sa labing maayo nga doping sa mga superconductor niini nga sample, ang mga siyentista nagtuo nga ang kritikal nga temperatura hangtod sa 0.5K. Bisan pa, kini nga mga aparato mahimong dili epektibo hangtod nga makakuha sila og klaro nga datos gikan sa estado sa superconducting. Aron dugang nga imbestigahan ang estado sa superconducting, gisukod sa mga tigdukiduki ang upat ka terminal nga boltahe-current (VI) nga mga kinaiya sa aparato sa lainlaing mga densidad sa carrier.
Ang nakuha nga resistensya nagpakita nga ang super current naobserbahan sa mas dako nga density range ug nagpakita sa pagpugong sa super current kung ang usa ka parallel magnetic field gigamit. Aron makakuha og panabut sa pamatasan nga naobserbahan sa pagtuon, gikalkulo sa mga tigdukiduki ang istruktura sa Moir band sa "Magic Angle" twisted bilayer graphene device gamit ang Bistritzer-MacDonald model ug gipauswag ang mga parameter. Kung itandi sa miaging kalkulasyon sa anggulo nga "Magic Angle", ang gikalkulo nga ubos nga enerhiya nga Moire band wala nahimulag gikan sa taas nga enerhiya nga band. Bisan kung ang anggulo sa twist sa aparato mas gamay kaysa sa anggulo nga "magic angle" nga gikalkulo sa ubang lugar, ang aparato adunay usa ka panghitabo nga kusgan nga nalambigit sa miaging mga pagtuon (Mort insulation ug superconductivity), nga nakita sa mga pisiko nga wala damha ug mahimo.
Human sa dugang nga pagtimbang-timbang sa kinaiya sa dagkong mga densidad (ang gidaghanon sa mga estado nga anaa sa matag enerhiya), ang mga kinaiya nga naobserbahan sa mga siyentista gipahinungod sa bag-ong mitumaw nga kaubang mga estado sa insulasyon. Sa umaabot, usa ka mas detalyado nga pagtuon sa densidad sa mga estado (DOS) ang pagahimuon aron masabtan ang katingad-an nga kahimtang sa insulasyon ug aron mahibal-an kung kini maklasipikar nga mga likido sa quantum spin. Niining paagiha, naobserbahan sa mga siyentista ang superconductivity duol sa estado sa insulasyon nga sama sa Mox sa usa ka twisted bilayer graphene device nga adunay gamay nga anggulo sa twist (0.93°). Kini nga pagtuon nagpakita nga bisan sa ingon ka gagmay nga mga anggulo ug taas nga densidad, ang epekto sa korelasyon sa elektron sa mga kabtangan sa moiré parehas ra. Sa umaabot, ang mga spin valley sa insulating phase pagatun-an, ug usa ka bag-ong yugto sa superconducting ang pagatun-an sa mas ubos nga temperatura. Ang eksperimental nga panukiduki iuban sa mga paningkamot sa teoretikal aron masabtan ang gigikanan niini nga kinaiya.
Oras sa pag-post: Oktubre-08-2019