Paripolah belang Mohr sareng sabuk datar dina élmu sains sareng fisika kuantum anu disebut "Magic Angle" twisted bilayer graphene (TBLG) parantos narik minat anu ageung ti para ilmuwan, sanaos seueur sipat anu nyanghareupan perdebatan anu sengit. Dina panilitian énggal anu diterbitkeun dina jurnal Science Progress, Emilio Colledo sareng para ilmuwan di Departemen Fisika sareng Élmu Bahan di Amérika Serikat sareng Jepang niténan superkonduktivitas sareng analogi dina twisted bilayer graphene. Kaayaan insulator Mott ngagaduhan sudut puntiran sakitar 0,93 derajat. Sudut ieu 15% langkung alit tibatan sudut "sudut ajaib" (1,1°) anu diitung dina panilitian sateuacana. Panilitian ieu nunjukkeun yén rentang "sudut ajaib" tina twisted bilayer graphene langkung ageung tibatan anu dipiharep sateuacanna.
Panilitian ieu nyayogikeun seueur inpormasi énggal pikeun ngadekripsi fénoména kuantum anu kuat dina graphene bilayer anu bengkong pikeun aplikasi dina fisika kuantum. Ahli fisika ngahartikeun "Twistronics" salaku sudut puntiran relatif antara lapisan van der Waals anu padeukeut pikeun ngahasilkeun pita moiré sareng datar dina graphene. Konsép ieu parantos janten metode énggal sareng unik pikeun ngarobih sacara signifikan sareng ngaropea sipat alat dumasar kana bahan dua diménsi pikeun ngahontal aliran arus. Pangaruh anu luar biasa tina "Twistronics" dicontokeun dina karya pionir para panaliti, nunjukkeun yén nalika dua lapisan graphene lapisan tunggal ditumpuk dina sudut puntiran "sudut ajaib" θ=1,1 ± 0,1 °, pita anu datar pisan muncul.
Dina ieu panilitian, dina graphene bilayer twisted (TBLG), fase insulasi tina mikrostrip munggaran (fitur struktural) tina superkisi dina "sudut ajaib" satengah dieusi. Tim panilitian nangtukeun yén ieu mangrupikeun insulator Mott (insulator kalayan sipat superkonduktor) anu nunjukkeun superkonduktivitas dina tingkat doping anu rada luhur sareng langkung handap. Diagram fase nunjukkeun superkonduktor suhu luhur antara suhu transisi superkonduktor (Tc) sareng suhu Fermi (Tf). Panilitian ieu nyababkeun minat anu ageung sareng debat téoritis ngeunaan struktur pita graphene, topologi sareng sistem semikonduktor "Magic Angle" tambahan. Dibandingkeun sareng laporan téoritis asli, panilitian ékspériméntal jarang sareng nembé dimimitian. Dina ieu panilitian, tim ngalaksanakeun pangukuran transmisi dina graphene bilayer twisted "sudut ajaib" anu nunjukkeun kaayaan insulasi sareng superkonduktor anu relevan.
Sudut anu teu kaduga distorsi nyaéta 0,93 ± 0,01, anu 15% langkung alit tibatan "Magic Angle" anu tos ditetepkeun, ogé mangrupikeun anu pangleutikna anu dilaporkeun dugi ka ayeuna sareng nunjukkeun sipat superkonduktor. Hasil ieu nunjukkeun yén kaayaan korélasi énggal tiasa muncul dina graphene bilayer bengkong "Magic Angle", langkung handap tibatan "sudut ajaib" primér, saluareun mikrostrip munggaran graphene. Pikeun ngawangun alat graphene bilayer bengkong "magic horn" ieu, tim nganggo pendekatan "tear and stack". Struktur antara lapisan boron nitrida heksagonal (BN) dienkapsulasi; dipola kana géométri batang Hall kalayan sababaraha kawat anu digandengkeun kana kontak ujung Cr/Au (kromium/emas). Sakabéh alat graphene bilayer bengkong "Magic Angle" didamel di luhur lapisan graphene anu dianggo salaku gerbang tukang.
Para élmuwan nganggo téknik konci arus searah (DC) sareng arus bolak-balik (AC) standar pikeun ngukur alat dina kriostat HE4 sareng HE3 anu dipompa. Tim éta ngarékam hubungan antara résistansi longitudinal alat (Rxx) sareng rentang tegangan gerbang anu diperpanjang (VG) sareng ngitung médan magnét B dina suhu 1,7K. Asimetri liang éléktron leutik katingali janten sipat anu aya dina alat graphene bilayer bengkong "Magic Angle". Sakumaha anu katingali dina laporan sateuacana, tim éta ngarékam hasil ieu sareng ngajelaskeun laporan anu parantos superkonduktor dugi ka ayeuna. "Magic Angle" anu khas ngabengkokkeun sudut torsi minimum alat graphene bilayer. Kalayan pamariksaan anu langkung caket kana bagan kipas Landau, para panaliti kéngingkeun sababaraha fitur anu penting.
Contona, puncak dina satengah eusian sareng degenerasi dua kali lipat tina tingkat Landau saluyu sareng kaayaan insulasi sapertos Moment anu sateuacanna dititénan. Tim nunjukkeun pegatna simétri tina lembah spin SU (4) sareng formasi permukaan Fermi kuasi-partikel anyar. Nanging, detilna meryogikeun pamariksaan anu langkung rinci. Penampilan superkonduktivitas ogé dititénan, anu ningkatkeun Rxx (résistansi longitudinal), sami sareng panilitian sateuacana. Tim teras nalungtik suhu kritis (Tc) tina fase superkonduktor. Kusabab teu aya data anu diala pikeun doping optimal superkonduktor dina sampel ieu, para ilmuwan nganggap suhu kritis dugi ka 0,5K. Nanging, alat-alat ieu janten teu efektif dugi ka aranjeunna tiasa kéngingkeun data anu jelas tina kaayaan superkonduktor. Pikeun nalungtik langkung lanjut kaayaan superkonduktor, para panaliti ngukur karakteristik tegangan-arus opat terminal (VI) alat dina kapadetan pamawa anu béda.
Résistansi anu diala nunjukkeun yén arus super katingali dina rentang kapadetan anu langkung ageung sareng nunjukkeun panurunan arus super nalika médan magnét paralel diterapkeun. Pikeun kéngingkeun wawasan kana paripolah anu dititénan dina panilitian, para panaliti ngitung struktur pita Moir tina alat graphene bilayer bengkong "Magic Angle" nganggo modél Bistritzer-MacDonald sareng ningkatkeun parameter. Dibandingkeun sareng itungan sudut "Magic Angle" sateuacana, pita Moire énergi rendah anu diitung henteu diisolasi tina pita énergi tinggi. Sanaos sudut bengkok alat langkung alit tibatan sudut "sudut ajaib" anu diitung di tempat sanés, alat ieu ngagaduhan fénoména anu aya hubunganana pisan sareng panilitian sateuacana (insulasi Mort sareng superkonduktivitas), anu para fisikawan mendakan teu kaduga sareng tiasa dilaksanakeun.
Saatos meunteun langkung jauh paripolah dina kapadetan anu ageung (jumlah kaayaan anu sayogi dina unggal énergi), ciri-ciri anu dititénan ku para ilmuwan dikaitkeun sareng kaayaan insulasi anu nembé muncul. Ka hareupna, panilitian anu langkung lengkep ngeunaan kapadetan kaayaan (DOS) bakal dilaksanakeun pikeun ngartos kaayaan insulasi anu ganjil sareng pikeun nangtukeun naha éta tiasa diklasifikasikeun salaku cairan spin kuantum. Ku cara kieu, para ilmuwan niténan superkonduktivitas caket kaayaan insulasi sapertos Mox dina alat graphene bilayer anu bengkok kalayan sudut bengkok leutik (0,93°). Panilitian ieu nunjukkeun yén sanajan dina sudut anu alit sareng kapadetan anu luhur, pangaruh korélasi éléktron kana sipat moiré sami. Ka hareupna, lebak spin tina fase insulasi bakal diulik, sareng fase superkonduktor anyar bakal diulik dina suhu anu langkung handap. Panilitian ékspériméntal bakal digabungkeun sareng usaha téoritis pikeun ngartos asal-usul paripolah ieu.
Waktos posting: 08-Okt-2019