Ученые обнаруживают новый класс квантовых состояний в графене
Вынужден провести лабиринт атомов углерода, уникально расположенных в скрученных стеках, электроны делают некоторые довольно своеобразные вещи. US и Национальный институт материаловедения в Японии недавно обнаружил странное новое состояние вещества в динамике токов, протекающих через слои графена.
Результаты подтверждают прогнозы о том, как электроны должны вести себя при втисжении в кристаллические соглашения и могут внести свежие идеи о том, как достичь надежных подходов к квантовым вычислениям или раскрыть способы разработки суперпроводники комнатной температуры. Отправной точкой для этой работы являются две хлопья графена, которые состоит из атомов углерода, расположенных в сотовой структуре », — говорит старший автор исследования Джошуа Фолк, физик сгущенного вещества в Университете Британской Колумбии.
», как электроны прыгают между атомами углерода, определяет электрические свойства графена, который в конечном итоге оказывается поверхностно сходным с более распространенными проводниками как медь. «
Графен все чаще рассматривается как нечто чудесное материал за последние десятилетия, ее решетка атомов углерода, подключенных таким образом, чтобы запасные электроны прыгали, подобные токенам в игре с квантовыми шашками. P> Физики постоянно сгибают правила этой игры, находя новые и необычные способы изменения свойств сопротивления или координации в экзотических состояниях. По этим причинам графен стал идеальной игровой площадкой для поиска подсказок по проводимости с низким сопротивлением или проверки границ различных квантовых эффектов.
Одним из таких эффектов является «замораживание» электронов в ограниченные положения, эффективно превращая их из протекающей жидкоподобной массы во что-то со структурой. Известный как кристалл Wigner, эта фаза электронов имеет характерные формы и поведение, которые исследователи думали, что они хорошо понимают. В этом последователе экспериментов исследователи скручивали стеки одноатомных листов графена таким образом, что вынудили несвязанные атомы углерода в соответствии с тем, что описано как эффект Moiré (произносится MWA-ray).
Только в этом случае контрастные структуры в витой графене играют с геометрией электрона или то, что называется топологией его ландшафта. Результатом является сдвиг в скорости электрона, причем некоторые даже развивают поворот, когда они движутся по краям материала. ->
«Это приводит к парадоксальному поведению топологического электронного кристалла, не наблюдаемого в обычных кристаллах вигнера прошлого -несмотря на то, что кристалл образуется на замораживающих электронах в упорядоченный массив, он, тем не менее, может провести электричество вдоль своих границ», -говорит Народ. Сопротивление, известное как эффект квантового зала. Физики стремятся изучить способы создания квантовых вычислительных единиц, известных как кубиты, которые более устойчивы, чем обычные сорты, основанные на фундаментальных частицах. ->
Обработание узких стеков графена в электронный эквивалент M ö Bius полоса может быть только началом. Геометрия в этом масштабе теоретизирована для обеспечения странного зоопарка электронных квазичастиц со всеми видами скрученной новой физики.
Это исследование было опубликовано в nature .
