Konpòtman bann Mohr yo ak senti plat yo nan syans syans ak fizik kwantik yo rele grafèn bikouch trese "Ang Majik" (TBLG) la te atire anpil enterè nan men syantis yo, byenke anpil pwopriyete fè fas ak deba chofe. Nan yon nouvo etid ki pibliye nan jounal Science Progress, Emilio Colledo ak syantis nan Depatman Fizik ak Syans Materyèl nan Etazini ak Japon te obsève sipèkonduktivite ak analoji nan grafèn bikouch trese. Eta izolan Mott la gen yon ang trese anviwon 0.93 degre. Ang sa a 15% pi piti pase ang "ang majik" la (1.1°) ki te kalkile nan etid anvan an. Etid sa a montre ke seri "ang majik" grafèn bikouch trese a pi gwo pase sa yo te espere anvan.
Etid sa a bay yon richès nouvo enfòmasyon pou dechifre fenomèn kwantik fò yo nan grafèn bikouch trese pou aplikasyon nan fizik kwantik. Fizisyen yo defini "Twistronik" kòm ang tòsyon relatif ant kouch van der Waals adjasan yo pou pwodui moiré ak bann plat nan grafèn. Konsèp sa a vin tounen yon metòd nouvo ak inik pou chanje ak pèsonalize pwopriyete aparèy yo yon fason siyifikatif ki baze sou materyèl bidimensyonèl pou reyalize koule aktyèl. Efè remakab "Twistronik" lan te egzanplifye nan travay pyonye chèchè yo, ki demontre ke lè de kouch grafèn yon sèl kouch yo anpile nan yon ang tòsyon "ang majik" θ=1.1±0.1°, yon bann trè plat parèt.
Nan etid sa a, nan grafèn bikouch trese (TBLG) la, faz izolan premye mikwostrip la (karakteristik estriktirèl) nan superrezo a nan "ang majik" la te semi-ranpli. Ekip rechèch la te detèmine ke sa a se yon izolan Mott (yon izolan ki gen pwopriyete sipèkondiktè) ki montre sipèkonduktivite nan nivo dopan yon ti kras pi wo ak pi ba. Dyagram faz la montre sipèkondiktè tanperati ki wo ant tanperati tranzisyon sipèkondiktè a (Tc) ak tanperati Fermi a (Tf). Rechèch sa a te mennen nan gwo enterè ak deba teyorik sou estrikti bann grafèn, topoloji ak lòt sistèm semi-kondiktè "Ang Majik" yo. Konpare ak rapò teyorik orijinal la, rechèch eksperimantal la ra epi li fèk kòmanse. Nan etid sa a, ekip la te fè mezi transmisyon sou grafèn bikouch trese "ang majik" la ki montre eta izolan ak sipèkondiktè ki enpòtan yo.
Yon ang defòme sanzatann 0.93 ± 0.01, ki se 15% pi piti pase "Ang Majik" etabli a, se tou pi piti a rapòte jiska prezan epi li montre pwopriyete sipèkondiktè. Rezilta sa yo endike ke nouvo eta korelasyon an ka parèt nan grafèn bikouch trese "Ang Majik" la, pi ba pase "ang majik" prensipal la, pi lwen pase premye mikwostrip grafèn lan. Pou konstwi aparèy grafèn bikouch trese "kòn majik" sa yo, ekip la te itilize yon apwòch "chire ak anpile". Estrikti ki genyen ant kouch nitrid bor egzagonal (BN) yo ankapsule; modele nan yon jeyometri baton Hall ak plizyè fil ki konekte ak kontak kwen Cr/Au (kwòm/lò). Tout aparèy grafèn bikouch trese "Ang Majik" la te fabrike sou tèt kouch grafèn ki te itilize kòm pòtay dèyè a.
Syantis yo itilize teknik bloke estanda kouran dirèk (DC) ak kouran altènatif (AC) pou mezire aparèy nan kriyostat HE4 ak HE3 ponpe. Ekip la te anrejistre relasyon ki genyen ant rezistans longitudinal aparèy la (Rxx) ak seri vòltaj pòtay pwolonje (VG) la epi yo te kalkile chan mayetik B a nan yon tanperati 1.7K. Yo te obsève yon ti asimetri elektwon-twou kòm yon pwopriyete natirèl nan aparèy grafèn bikouch trese "Magic Angle" la. Jan yo te obsève nan rapò anvan yo, ekip la te anrejistre rezilta sa yo epi li te detaye rapò ki te sipèkondiktè jiskaprezan. Karakteristik "Magic Angle" la tòde ang torsyon minimòm aparèy grafèn bikouch la. Avèk yon egzamen pi pre sou tablo evantay Landau a, chèchè yo te jwenn kèk karakteristik remakab.
Pa egzanp, pik la nan mwatye ranpli a ak de-pliye de-pliye de-pliye nivo Landau a konsistan avèk eta izolasyon ki sanble ak moman yo te obsève deja. Ekip la te montre yon kraze nan simetri vale spin apwoksimatif SU(4) la ak fòmasyon yon nouvo sifas Fermi kwazi-patikil. Sepandan, detay yo mande yon enspeksyon ki pi detaye. Yo te obsève tou aparans sipèkonduktivite a, ki te ogmante Rxx (rezistans longitudinal), menm jan ak etid anvan yo. Apre sa, ekip la te egzamine tanperati kritik (Tc) faz sipèkondiktè a. Piske yo pa t jwenn okenn done pou dopan optimal sipèkondiktè yo nan echantiyon sa a, syantis yo te sipoze yon tanperati kritik jiska 0.5K. Sepandan, aparèy sa yo vin pa efikas jiskaske yo kapab jwenn done klè nan eta sipèkondiktè a. Pou envestige plis eta sipèkondiktè a, chèchè yo te mezire karakteristik vòltaj-kouran (VI) kat-tèminal aparèy la nan diferan dansite transpòtè.
Rezistans yo jwenn nan montre ke yo obsève yon super kouran sou yon pi gwo ranje dansite epi li montre sipresyon super kouran an lè yo aplike yon chan mayetik paralèl. Pou jwenn plis enfòmasyon sou konpòtman yo obsève nan etid la, chèchè yo te kalkile estrikti bann Moir aparèy grafèn bikouch trese "Magic Angle" la lè yo te itilize modèl Bistritzer-MacDonald la ak paramèt amelyore yo. Konpare ak kalkil ang "Magic Angle" anvan an, bann Moire ki kalkile pou enèji ki ba a pa izole de bann ki gen gwo enèji a. Malgre ke ang trese aparèy la pi piti pase ang "magic angle" ki kalkile yon lòt kote, aparèy la gen yon fenomèn ki fòtman lye ak etid anvan yo (izolasyon Mort ak siperkonduktivite), ke fizisyen yo te jwenn ki te inatandi e posib.
Apre yo fin evalye plis konpòtman an nan gwo dansite (kantite eta ki disponib sou chak enèji), karakteristik syantis yo obsève yo atribiye a nouvo eta izolasyon asosye yo. Nan lavni, y ap fè yon etid pi detaye sou dansite eta yo (DOS) pou konprann eta enpè izolasyon an epi pou detèmine si yo ka klase kòm likid spin kwantik. Nan fason sa a, syantis yo te obsève sipèkonduktivite toupre eta izolasyon ki sanble ak Mox nan yon aparèy grafèn bikouch trese ak yon ti ang trese (0.93°). Etid sa a montre ke menm nan ti ang sa yo ak dansite ki wo, efè korelasyon elektwon sou pwopriyete moiré a se menm bagay la. Nan lavni, y ap etidye vale spin faz izolasyon an, epi y ap etidye yon nouvo faz sipèkondiktè nan yon tanperati ki pi ba. Y ap konbine rechèch eksperimantal ak efò teyorik pou konprann orijin konpòtman sa a.
Dat piblikasyon: 8 Oktòb 2019