Boitšoaro ba methapo ea Mohr le mabanta a bataletseng saenseng ea saense le fisiks ea quantum e bitsoang "Magic Angle" twisted bilayer graphene (TBLG) bo hohetse thahasello e kholo ho bo-rasaense, leha thepa e mengata e tobane le ngangisano e chesang. Phuputsong e ncha e phatlalalitsoeng koranteng ea Science Progress, Emilio Colledo le bo-rasaense Lefapheng la Fisiks le Saense ea Lisebelisoa United States le Japane ba bone superconductivity le papiso ho twisted bilayer graphene. Boemo ba Mott insulator bo na le angle ea twist ea likhato tse ka bang 0.93. angle ena e nyane ka 15% ho feta angle ea "magic angle" (1.1°) e baliloeng thutong e fetileng. Phuputso ena e bontša hore mefuta ea "magic angle" ea twisted bilayer graphene e kholo ho feta kamoo ho neng ho lebelletsoe pele.
Phuputso ena e fana ka tlhahisoleseding e ngata e ncha bakeng sa ho hlalosa liketsahalo tse matla tsa quantum ho graphene e sothehileng ea bilayer bakeng sa lits'ebetso ho fisiks ea quantum. Litsebi tsa fisiks li hlalosa "Twistronics" e le sekhutlo se sothehileng se amanang pakeng tsa mekhahlelo e haufi ea van der Waals ho hlahisa lihlopha tsa moiré le tse bataletseng ho graphene. Khopolo ena e fetohile mokhoa o mocha le o ikhethang oa ho fetola ka mokhoa o hlakileng le ho etsa thepa ea sesebelisoa e ipapisitseng le thepa ea mahlakore a mabeli ho fihlela phallo ea hona joale. Phello e ikhethang ea "Twistronics" e bontšitsoe mosebetsing oa bo-pula-maliboho oa bafuputsi, e bontšang hore ha mekhahlelo e 'meli ea graphene ea lera le le leng e behiloe ka lehlakoreng la "angle ea boselamose" la θ=1.1±0.1°, ho hlaha sehlopha se bataletseng haholo. .
Phuputsong ena, ho graphene e sothehileng ya bilayer (TBLG), karolo ya ho thibela mocheso ya microstrip ya pele (karolo ya sebopeho) ya superlattice ho "angle ya boselamose" e ne e tlatsitswe hanyane. Sehlopha sa bafuputsi se fumane hore ena ke insulator ya Mott (insulator e nang le thepa ya superconducting) e bontshang superconductivity maemong a hodimo hanyane le a tlase a doping. Setšoantšo sa mohato se bontsha superconductor ya mocheso o phahameng pakeng tsa mocheso wa phetoho ya superconducting (Tc) le mocheso wa Fermi (Tf). Phuputso ena e lebisitse thahasellong e kgolo le ngangisanong ya kgopolo mabapi le sebopeho sa sehlopha sa graphene, topology le ditsamaiso tse ding tsa semiconductor tsa "Magic Angle". Ha ho bapiswa le tlaleho ya pele ya kgopolo, dipatlisiso tsa teko ha di fumanehe mme di sa tswa qala. Thutong ena, sehlopha se entse ditekanyo tsa phetisetso ho graphene e sothehileng ya bilayer ya "angle ya boselamose" e bontshang maemo a amehang a ho thibela mocheso le superconducting.
Sekhutlo se sothehileng ka tsela e sa lebelloang sa 0.93 ± 0.01, se senyenyane ka 15% ho feta "Magic Angle" e thehiloeng, le sona ke se senyenyane ka ho fetisisa se tlalehiloeng ho fihlela joale 'me se bontša thepa ea superconducting. Liphetho tsena li bontša hore boemo bo bocha ba kamano bo ka hlaha ho "Magic Angle" twisted bilayer graphene, e ka tlase ho "magic angle" ea mantlha, ka nqane ho microstrip ea pele ea graphene. Ho haha lisebelisoa tsena tsa "magic horn" twisted bilayer graphene, sehlopha se sebelisitse mokhoa oa "hair and stack". Sebopeho se pakeng tsa mekhahlelo ea hexagonal boron nitride (BN) se koahetsoe; se entsoe ka sebopeho sa Hall rod geometry ka lithapo tse ngata tse kopantsoeng le likhokahano tsa moeli oa Cr/Au (chromium/gold). Sesebelisoa sohle sa "Magic Angle" twisted bilayer graphene se entsoe ka holim'a lera la graphene le sebelisitsoeng e le heke e ka morao.
Bo-rasaense ba sebelisa mekhoa e tloaelehileng ea ho notlela motlakase o tobileng (DC) le mekhoa ea ho notlela motlakase o fapanyetsanang (AC) ho lekanya lisebelisoa ka har'a li-cryostat tsa HE4 le HE3 tse pompetsoeng. Sehlopha se tlalehile kamano pakeng tsa khanyetso ea longitudinal (Rxx) ea sesebelisoa le bophahamo ba motlakase o atolositsoeng (VG) 'me sa bala matla a makenete a B mochesong oa 1.7K. Ho se leka-lekane ha li-electron-hole tse nyane ho bonoe e le thepa ea tlhaho ea sesebelisoa sa graphene se sothehileng sa "Magic Angle". Joalokaha ho bonoe litlalehong tse fetileng, sehlopha se tlalehile liphetho tsena 'me sa hlalosa litlaleho tse ntseng li tsamaisana le superconduct ho fihlela joale. "Magic Angle" e ikhethang e sotha angle e fokolang ea torsion ea sesebelisoa sa graphene sa bilayer. Ka ho hlahloba chate ea fan ea Landau ka hloko, bafuputsi ba fumane likarolo tse ling tse hlokomelehang.
Mohlala, tlhoro ea halofo ea ho tlatsa le ho senyeha ha maemo a Landau ka makhetlo a mabeli li tsamaisana le maemo a ho kenya mocheso a kang a Moment a neng a bonoe pele. Sehlopha se bontšitse ho robeha ho symmetry ea SU(4) e haufi le ho potoloha le ho thehoa ha bokaholimo bo bocha ba Fermi ba quasi-particle. Leha ho le joalo, lintlha li hloka tlhahlobo e qaqileng haholoanyane. Ponahalo ea superconductivity le eona e ile ea bonoa, e leng se ileng sa eketsa Rxx (khanyetso ea longitudinal), e tšoanang le lithuto tse fetileng. Sehlopha se ile sa hlahloba mocheso o tebileng (Tc) oa karolo ea superconducting. Kaha ha ho na data e fumanoeng bakeng sa doping e ntle ea li-superconductor sampole ena, bo-rasaense ba ile ba nka mocheso o tebileng oa ho fihla ho 0.5K. Leha ho le joalo, lisebelisoa tsena ha li sebetse ho fihlela li khona ho fumana data e hlakileng ho tsoa boemong ba superconducting. Ho batlisisa boemo ba superconducting haholoanyane, bafuputsi ba ile ba lekanya litšobotsi tsa motlakase oa motlakase oa motlakase oa terminal tse 'ne (VI) tsa sesebelisoa ka bongata bo fapaneng ba carrier.
Khanyetso e fumanoeng e bontša hore super current e bonoa holim'a tekanyo e kholo ea density 'me e bontša ho hatelloa ha super current ha ho sebelisoa matla a makenete a bapileng. Ho fumana temohisiso mabapi le boitšoaro bo bonoeng thutong ena, bafuputsi ba balile sebopeho sa sehlopha sa Moir sa sesebelisoa sa graphene se sothehileng sa "Magic Angle" ba sebelisa mohlala oa Bistritzer-MacDonald le liparamente tse ntlafetseng. Ha ho bapisoa le lipalo tse fetileng tsa angle ea "Magic Angle", sehlopha sa Moire se nang le matla a tlase se baliloeng ha sea aroloa ho sehlopha sa matla a phahameng. Le hoja angle ea sothehileng ea sesebelisoa e le nyane ho feta angle ea "magic angle" e baliloeng libakeng tse ling, sesebelisoa se na le ketsahalo e amanang haholo le lithuto tse fetileng (Mort insulation le superconductivity), eo litsebi tsa fisiks li fumaneng e sa lebelloa ebile e ka etsahala.
Kamora ho hlahloba boits'oaro haholoanyane ka bongata bo boholo (palo ea maemo a fumanehang ho eneji ka 'ngoe), litšobotsi tse bonoang ke bo-rasaense li amahanngoa le maemo a sa tsoa hlaha a amanang le ho kenya matla. Nakong e tlang, ho tla etsoa phuputso e batsi ea bongata ba maemo (DOS) ho utloisisa boemo bo sa tloaelehang ba ho kenya matla le ho fumana hore na li ka aroloa e le li-quantum spin liquids. Ka tsela ena, bo-rasaense ba bone superconductivity haufi le boemo ba ho kenya matla bo kang ba Mox sesebelisoa sa graphene se sothehileng sa bilayer se nang le angle e nyane ea ho sotha (0.93°). Phuputso ena e bontša hore esita le ka likhutlo tse nyane joalo le boima bo phahameng, phello ea kamano ea lielektrone holim'a thepa ea moiré e tšoana. Nakong e tlang, likhohlo tsa spin tsa mohato oa ho kenya matla li tla ithutoa, 'me mohato o mocha oa ho tsamaisa matla o tla ithutoa mochesong o tlase. Lipatlisiso tsa liteko li tla kopanngoa le boiteko ba khopolo-taba ho utloisisa tšimoloho ea boitšoaro bona.
Nako ea poso: Mphalane-08-2019