גראַפֿין סופּערקאַנדאַקטיוויטי איז מער אַטראַקטיוו! די לעצטע ענטדעקונג: די קייט פון "מאַגיש ווינקל" אין גראַפֿין איז גרעסער ווי געריכט.

דאס אויפפירונג פון מאָהר סטרייפּס און פלאַכע גאַרטלען אין דער וויסנשאַפֿט פון וויסנשאַפֿט און קוואַנטום פיזיק גערופן "מאַגיש ווינקל" טוויסטיד ביילייער גראַפֿען (TBLG) האט געצויגן גרויס אינטערעס פון וויסנשאַפֿטלער, כאָטש פילע אייגנשאַפֿטן שטייען פֿאַר אַ הייסע דעבאַטע. אין אַ נייַער שטודיע פאַרעפֿנטלעכט אין דער זשורנאַל וויסנשאַפֿט פּראָגרעס, האָבן עמיליאָ קאָלעדאָ און וויסנשאַפֿטלער אין דער דעפּאַרטמענט פון פיזיק און מאַטעריאַל וויסנשאַפֿט אין די פאַראייניקטע שטאַטן און יאַפּאַן באמערקט סופּערקאַנדאַקטיוויטי און אַנאַלאָגיע אין טוויסטיד ביילייער גראַפֿען. דער מאָט איזאָלאַטאָר צושטאַנד האט אַ טוויסט ווינקל פון וועגן 0.93 גראַד. דער ווינקל איז 15% קלענער ווי דער "מאַגיש ווינקל" ווינקל (1.1°) קאַלקיאַלייטיד אין דער פריערדיקער שטודיע. די שטודיע ווייזט אַז דער "מאַגיש ווינקל" קייט פון טוויסטיד ביילייער גראַפֿען איז גרעסער ווי פריער געריכט.

די שטודיע גיט א אוצר פון נייער אינפארמאציע פארן דעשיפרירן די שטארקע קוואנטום דערשיינונגען אין געדרייטן ביילייער גראַפען פאר אנווענדונגען אין קוואנטום פיזיק. פיזיקער דעפינירן "טוויסטראָניקס" אלס דער רעלאטיווער דריי ווינקל צווישן שכנות'דיגע וואן דער וואַלס שיכטן צו פראדוצירן מוירע און פלאכע בענדער אין גראַפען. דער קאנצעפט איז געווארן א נייער און אייגנארטיגער מעטאד פאר באדייטנד ענדערן און קאסטומיזירן אפאראט אייגנשאפטן באזירט אויף צוויי-דימענסיאנעלע מאטעריאלן צו דערגרייכן שטראָם פלוס. דער באמערקנסווערטער עפעקט פון "טוויסטראָניקס" איז געווען אילוסטרירט אין דער פיאניר-ארבעט פון די פארשער, דעמאנסטרירנדיק אז ווען צוויי איין-שיכטיקע גראַפען שיכטן זענען געשטאפלט ביי א "מאגישן ווינקל" דריי ווינקל פון θ=1.1±0.1°, דערשיינט א זייער פלאכער באנד.

אין דעם שטודיע, אין דעם טוויסטעד ביילייער גראַפֿען (TBLG), איז די איזאָלירנדיקע פֿאַזע פֿון דעם ערשטן מיקראָסטריפּ (סטרוקטורעלע שטריך) פֿון דער סופּערלאַטיס בײַם "מאַגישן ווינקל" געווען האַלב-געפֿילט. די פֿאָרשונג-מאַנשאַפֿט האָט באַשטימט אַז דאָס איז אַ מאָט איזאָלאַטאָר (אַן איזאָלאַטאָר מיט סופּערקאַנדאַקטינג אייגנשאַפֿטן) וואָס ווײַזט סופּערקאַנדאַקטיוויטי בײַ אַ ביסל העכערע און נידעריקערע דאָפּינג לעוועלס. די פֿאַזע דיאַגראַמע ווײַזט דעם הויך-טעמפּעראַטור סופּערקאַנדאַקטאָר צווישן דער סופּערקאַנדאַקטינג איבערגאַנג טעמפּעראַטור (Tc) און דער פֿערמי טעמפּעראַטור (Tf). די פֿאָרשונג האָט געפֿירט צו גרויס אינטערעס און טעאָרעטישע דעבאַטע וועגן גראַפֿען באַנד סטרוקטור, טאָפּאָלאָגיע און נאָך "מאַגישער ווינקל" האַלב-קאַנדאַקטאָר סיסטעמען. פֿאַרגליכן מיטן אָריגינעלן טעאָרעטישן באַריכט, איז עקספּערימענטאַלע פֿאָרשונג זעלטן און האָט נאָר אָנגעהויבן. אין דעם שטודיע האָט די מאַנשאַפֿט דורכגעפֿירט טראַנסמיסיע מעסטונגען אויף דעם "מאַגישן ווינקל" טוויסטעד ביילייער גראַפֿען, ווײַזנדיק די באַטייַטיקע איזאָלירנדיקע און סופּערקאַנדאַקטינג שטאַטן.

אן אומגעריכט פארדרייטער ווינקל פון 0.93 ± 0.01, וואס איז 15% קלענער ווי דער באשטעטיגטער "מעדזשיק ווינקל", איז אויך דער קלענסטער באריכטעט ביז היינט און ווייזט אויף סופערקאנדוקטינג אייגנשאפטן. די רעזולטאטן ווייזן אז דער נייער קארעלאציע צושטאנד קען דערשיינען אין דעם "מעדזשיק ווינקל" פארדרייטן ביילייער גראַפען, נידעריגער ווי דער ערשטיקער "מעדזשיק ווינקל", ווייטער פון דעם ערשטן מיקראָסטריפּ פון גראַפען. צו בויען די "מעדזשיק האָרן" פארדרייטן ביילייער גראַפען דעווייסעס, האט די מאַנשאַפֿט גענוצט א "טרערן און סטאַק" צוגאַנג. די סטרוקטור צווישן די העקסאַגאָנאַל באָר ניטריד (BN) שיכטן איז איינגעכאפט; געמוסטערט אין א האַל שטאַנג געאָמעטריע מיט קייפל דראָטן פארבונדן צו Cr/Au (קראָום/גאָלד) ברעג קאָנטאַקטן. דער גאנצער "מעדזשיק ווינקל" פארדרייטן ביילייער גראַפען דעווייס איז געווען פאַבריצירט אויף שפּיץ פון דער גראַפען שיכט גענוצט ווי דער צוריק טויער.

וויסנשאפטלער ניצן סטאַנדאַרט גלייכשטראָם (DC) און וועקסלשטראָם (AC) שלאָס טעקניקס צו מעסטן דעוויסעס אין פּאָמפּעד HE4 און HE3 קריאָסטאַץ. די מאַנשאַפֿט רעקאָרדעד די שייכות צווישן די מיטל ס לאַנדזשאַטודאַנאַל קעגנשטעל (Rxx) און די עקסטענדעד גייט וואָולטידזש (VG) קייט און קאַלקיאַלייטיד די מאַגנעטיש פעלד B ביי אַ טעמפּעראַטור פון 1.7K. קליין עלעקטראָן-לאָך אַסימעטרי איז באמערקט צו זיין אַן ינכעראַנט פאַרמאָג פון די "מאַגיש ווינקל" טוויסטיד ביילייער גראַפֿען מיטל. ווי באמערקט אין פריערדיקע ריפּאָרץ, די מאַנשאַפֿט רעקאָרדעד די רעזולטאַטן און דיטיילד די ריפּאָרץ וואָס זענען געווען סופּערקאַנדאַקטינג ביז איצט. די כאַראַקטעריסטיש "מאַגיש ווינקל" טוויסטיז די מינימום טאָרסיאָן ווינקל פון די ביילייער גראַפֿען מיטל. מיט אַ נעענטער דורכקוק פון די לאַנדאַו פאָכער טשאַרט, די ריסערטשערז גאַט עטלעכע באַמערקעוודיק פֿעיִקייטן.

למשל, דער שפּיץ ביי האַלב-פֿיל און די צווייפֿאַכיקע דעגענעראַציע פֿון לאַנדוי לעוועל זענען קאָנסיסטענט מיט די פֿריִער באַאָבאַכטע מאָמענט-ווי איזאָלאַציע שטאַטן. די מאַנשאַפֿט האָט געוויזן אַ ברעכן אין דער סימעטריע פֿון דעם אַפּראָקסימאַטיוון ספּין טאָל SU(4) און די פֿאָרמירונג פֿון אַ נײַער קוואַזי-פּאַרטיקל פֿערמי ייבערפֿלאַך. אָבער, די דעטאַלן דאַרפֿן אַ מער דעטאַלירטע דורכקוק. מען האָט אויך באַאָבאַכטעט די אויפֿטרעטונג פֿון סופּערקאַנדאַקטיוויטי, וואָס האָט פֿאַרגרעסערט Rxx (לאָנגיטודינאַל קעגנשטאַנד), ענלעך צו פֿריִערדיקע שטודיעס. די מאַנשאַפֿט האָט דערנאָך אויסגעפֿאָרשט די קריטישע טעמפּעראַטור (Tc) פֿון דער סופּערקאַנדאַקטינג פֿאַזע. ווײַל קיין דאַטן זענען נישט באַקומען געוואָרן פֿאַר אָפּטימאַלער דאָפּינג פֿון סופּערקאַנדאַקטאָרס אין דעם מוסטער, האָבן די וויסנשאַפֿטלער אָנגענומען אַ קריטישע טעמפּעראַטור פֿון ביז 0.5K. אָבער, די דעווײַסעס ווערן נישט עפֿעקטיוו ביז זיי זענען ביכולת צו באַקומען קלאָרע דאַטן פֿון דעם סופּערקאַנדאַקטינג שטאַט. כּדי ווײַטער אויסצופֿאָרשן דעם סופּערקאַנדאַקטינג שטאַט, האָבן די פֿאָרשער געמאָסטן די פֿיר-טערמינאַלע וואָולטאַזש-קראַנט (VI) כאַראַקטעריסטיקס פֿון דעם דעווײַס בײַ פֿאַרשידענע טרעגער געדיכטקייטן.

דער באַקומענער קעגנשטאַנד ווייזט אַז סופּערשטראָם ווערט באמערקט איבער אַ גרעסערן געדיכטקייט קייט און ווייזט די אונטערדריקונג פון סופּערשטראָם ווען אַ פּאַראַלעל מאַגנעטיש פעלד ווערט געווענדט. כּדי צו באַקומען אַן איינבליק אין דעם נאַטור וואָס ווערט באמערקט אין דער שטודיע, האָבן די פאָרשער אויסגערעכנט די מאָיר באַנד סטרוקטור פון די "מעדזשיק ווינקל" טוויסטיד ביילייער גראַפֿען מיטל ניצנדיק דעם ביסטריצער-מאַקדאָנאַלד מאָדעל און פֿאַרבעסערטע פּאַראַמעטערס. קאַמפּערד צו דער פֿריִערדיקער אויסרעכענונג פון די "מעדזשיק ווינקל" ווינקל, איז דער אויסגערעכנטער נידעריק-ענערגיע מאָיר באַנד נישט אפגעזונדערט פון דער הויך-ענערגיע באַנד. כאָטש דער דריי ווינקל פון דעם מיטל איז קלענער ווי דער "מעדזשיק ווינקל" ווינקל אויסגערעכנט אַנדערשוואו, האָט דער מיטל אַ דערשיינונג וואָס איז שטאַרק פֿאַרבונדן מיט פֿריִערדיקע שטודיעס (מאָרט איזאָלאַציע און סופּערקאַנדאַקטיוויטי), וואָס פֿיזיקער האָבן געפֿונען צו זיין אומגעריכט און מעגלעך.

נאך ווייטערדיגע אפשאצונג פון דעם אויפפירונג ביי גרויסע געדיכטקייטן (די צאל צושטאנדן וואס זענען פאראן אויף יעדער ענערגיע), ווערן די אייגנשאפטן וואס די וויסנשאפטלער האבן באמערקט צוגעשריבן צו די ניי אויפגעקומענע פארבונדענע איזאלאציע צושטאנדן. אין דער צוקונפט וועט מען דורכפירן א מער דעטאלירטע שטודיע פון ​​געדיכטקייט פון צושטאנדן (DOS) צו פארשטיין דעם מאדנעם צושטאנד פון איזאלאציע און צו באשטימען צי זיי קענען קלאסיפיצירט ווערן אלס קוואנטום ספין פליסיגקייטן. אויף דעם אופן האבן וויסנשאפטלער באמערקט סופערקאנדוקטיוויטי נאנט צום מאקס-ענלעכן איזאלאציע צושטאנד אין א טוויסטעד ביילייער גראפען אפאראט מיט א קליינעם טוויסט ווינקל (0.93°). די שטודיע ווייזט אז אפילו ביי אזעלכע קליינע ווינקלען און הויכע געדיכטקייטן איז דער עפעקט פון עלעקטראן קארעלאציע אויף די אייגנשאפטן פון מוירע דער זעלבער. אין דער צוקונפט וועלן די ספין טאלן פון דער איזאלאציע פאזע שטודירט ווערן, און א נייע סופערקאנדוקטיוו פאזע וועט שטודירט ווערן ביי א נידעריגערע טעמפעראטור. עקספערימענטאלע פארשונג וועט קאמבינירט ווערן מיט טעארעטישע אנשטרענגונגען צו פארשטיין דעם מקור פון דעם אויפפירונג.