Однесувањето на лентите на Мор и рамните појаси во науката и квантната физика наречена „Магичен агол“ на извиткан двослоен графен (TBLG) привлече голем интерес кај научниците, иако многу својства се соочуваат со жестока дебата. Во нова студија објавена во списанието Science Progress, Емилио Коледо и научниците од Одделот за физика и наука за материјали во Соединетите Американски Држави и Јапонија забележаа суперспроводливост и аналогија во извиткан двослоен графен. Мотовата изолаторска состојба има агол на извиткување од околу 0,93 степени. Овој агол е 15% помал од аголот на „магичен агол“ (1,1°) пресметан во претходната студија. Оваа студија покажува дека опсегот на „магичен агол“ на извиткан двослоен графен е поголем од претходно очекуваниот.
Оваа студија обезбедува богатство од нови информации за дешифрирање на силните квантни феномени во извитканиот двослоен графен за примена во квантната физика. Физичарите ја дефинираат „Твистрониката“ како релативен агол на извиткување помеѓу соседните ван дер Валсови слоеви за да се произведат моаре и рамни ленти во графенот. Овој концепт стана нов и уникатен метод за значително менување и прилагодување на својствата на уредот врз основа на дводимензионални материјали за да се постигне проток на струја. Извонредниот ефект на „Твистрониката“ беше пример за пионерската работа на истражувачите, покажувајќи дека кога два еднослојни слоја на графен се наредени под агол на извиткување од θ=1,1±0,1°, се појавува многу рамна лента.
Во оваа студија, во извитканиот двослоен графен (TBLG), изолационата фаза на првата микролента (структурна карактеристика) на суперрешетката на „магичниот агол“ беше полуполнета. Истражувачкиот тим утврди дека ова е Мотов изолатор (изолатор со суперспроводливи својства) кој покажува суперспроводливост на малку повисоки и пониски нивоа на допир. Фазниот дијаграм го прикажува суперспроводникот на висока температура помеѓу температурата на суперспроводливост на транзиција (Tc) и Фермиевата температура (Tf). Ова истражување доведе до голем интерес и теоретска дебата за структурата на графенската лента, топологијата и дополнителните полупроводнички системи со „магичен агол“. Во споредба со оригиналниот теоретски извештај, експерименталните истражувања се ретки и штотуку започнаа. Во оваа студија, тимот спроведе мерења на пренос на извитканиот двослоен графен со „магичен агол“, покажувајќи ги релевантните изолациски и суперспроводливи состојби.
Неочекувано искривен агол од 0,93 ± 0,01, што е за 15% помал од утврдениот „Магичен агол“, е исто така најмалиот пријавен досега и покажува суперспроводливи својства. Овие резултати укажуваат дека новата корелациска состојба може да се појави во усуканиот двослоен графен „Магичен агол“, пониско од примарниот „магичен агол“, надвор од првата микролента на графен. За да ги изгради овие уреди со усукани двослојни графенски елементи од типот „магичен рог“, тимот користел пристап „кинење и натрупување“. Структурата помеѓу хексагоналните слоеви од бор нитрид (BN) е капсулирана; обликувана во геометрија на Холова прачка со повеќе жици споени со контакти на рабовите Cr/Au (хром/злато). Целиот уред со усукани двослојни графенски елементи од типот „Магичен агол“ е изработен врз слојот од графен што се користи како задна порта.
Научниците користат стандардни техники за заклучување со еднонасочна струја (DC) и наизменична струја (AC) за мерење на уреди во пумпани HE4 и HE3 криостати. Тимот ја сними врската помеѓу надолжниот отпор на уредот (Rxx) и проширениот опсег на напон на портата (VG) и го пресмета магнетното поле B на температура од 1,7K. Беше забележано дека малата асиметрија на електрони-дупки е вродено својство на уредот со извиткан двослоен графен „Магичен агол“. Како што беше забележано во претходните извештаи, тимот ги сними овие резултати и ги детализираше извештаите што досега беа суперспроводливи. Карактеристичниот „Магичен агол“ го извиткува минималниот агол на торзија на уредот со двослоен графен. Со подетално испитување на дијаграмот на вентилаторот Ландау, истражувачите добија некои значајни карактеристики.
На пример, врвот на половина од исполнетоста и двојната дегенерација на нивото на Ландау се во согласност со претходно забележаните состојби на изолација слични на моменти. Тимот покажа прекин во симетријата на приближната спин долина SU(4) и формирање на нова квази-честичка површина на Ферми. Сепак, деталите бараат подетална инспекција. Исто така, беше забележана појава на суперспроводливост, што го зголеми Rxx (лонгитудинален отпор), слично на претходните студии. Потоа тимот ја испита критичната температура (Tc) на суперспроводливата фаза. Бидејќи не беа добиени податоци за оптимално допирање на суперспроводниците во овој примерок, научниците претпоставија критична температура до 0,5K. Сепак, овие уреди стануваат неефикасни сè додека не можат да добијат јасни податоци од суперспроводливата состојба. За понатамошно истражување на суперспроводливата состојба, истражувачите ги измерија четири-терминалните карактеристики на напон-струја (VI) на уредот при различни густини на носители.
Добиениот отпор покажува дека суперструјата се забележува во поголем опсег на густина и покажува потиснување на суперструјата кога се применува паралелно магнетно поле. За да се добие увид во однесувањето забележано во студијата, истражувачите ја пресметале структурата на Моаровата лента на уредот со извиткан двослоен графен „Магичен агол“ користејќи го моделот Бистрицер-Мекдоналд и подобрени параметри. Во споредба со претходното пресметување на аголот „Магичен агол“, пресметаниот Моаров лента со ниска енергија не е изолиран од лентата со висока енергија. Иако аголот на извиткување на уредот е помал од аголот на „магичен агол“ пресметан на друго место, уредот има феномен што е силно поврзан со претходните студии (Мортова изолација и суперспроводливост), што физичарите го оцениле како неочекувано и изводливо.
По понатамошна евалуација на однесувањето при големи густини (бројот на достапни состојби на секоја енергија), карактеристиките забележани од научниците се припишуваат на новонастанатите поврзани изолациски состојби. Во иднина, ќе се спроведе подетална студија за густината на состојбите (DOS) за да се разбере чудната состојба на изолацијата и да се утврди дали тие можат да се класифицираат како квантни спински течности. На овој начин, научниците ја набљудувале суперспроводливоста во близина на изолациската состојба слична на Mox во извиткан двослоен графенски уред со мал агол на извиткување (0,93°). Оваа студија покажува дека дури и при толку мали агли и високи густини, ефектот на електронската корелација врз својствата на моаре е ист. Во иднина, ќе се изучуваат спинските долини на изолациската фаза, а ќе се изучува и нова суперспроводлива фаза на пониска температура. Експерименталното истражување ќе се комбинира со теоретски напори за да се разбере потеклото на ова однесување.
Време на објавување: 08.10.2019