Objevy, které pomohou dosáhnout posvátného grafu 2D materiálů: vysokorychlostní elektronická zařízení

Vědci objevili novou rodinu čtyřčat grafenmateriály na bázi

Tým vědců pod vedením sira Alexe Game z Manchesterské univerzity Dr. Alexeje Berdyugina identifikoval a popsal novou rodinu čtyřčata zvanou Brown-Zak ak Fermions v supravodivých sítích založených na grafenu.

Tým dosáhl tohoto průlomu tím, že srovnal atomovou síť grafenové vrstvy s izolačním listem nitridu boru, čímž dramaticky změnil vlastnosti grafenového listu.

Studie sleduje roky trvající pokrok supersystémů s nitridem grafenu, který vedl k pozorování fraktálního vzoru známého jako magnetické pole aplikované motýlem Hofstadter.

„Je známo, že v nulovém magnetickém poli se elektrony pohybují v přímkách, a když je magnetické pole aplikováno, začnou se naklánět a pohybovat se v kruzích,“ vysvětlují Julien Barrier a Dr. Piranavan Kumaravadivel, kteří experimenty prováděli.

„Ve vrstvě morfinu, která je srovnávána s nitridem boru, se elektrony také začínají ohýbat, ale pokud nastavíte magnetické pole na určitou hodnotu, elektrony se pohybují zpět v přímce, jako by už magnetická pole nebyla.“

„Takové chování se radikálně liší od fyziky učebnic,“ dodává Dr. Piranavan Kumaravadivel.

„Přisuzujeme toto okouzlující chování tvorbě nových čtyřčata ve vysokém magnetickém poli,“ řekl Dr. Alexej Berdyugin. „Tyto čtyři částice mají své vlastní vlastnosti – výjimečně vysokou mobilitu, navzdory extrémně vysokému magnetickému poli.“

Jak bylo zveřejněno Příroda komunikace, článek popisuje, jak se elektrony chovají v ultravysokém ultrazvuku grafenu s revidovaným rozsahem fraktálních vlastností motýlů Hofstadter. V posledním desetiletí umožnilo tuto práci zásadní zlepšení ve výrobních a měřicích technikách grafenových zařízení.

„Koncept kvazičástic je nepochybně jedním z nejdůležitějších ve fyzice kondenzovaných látek v mnoha kvantových tělesných systémech. Byl zaveden teoretickým fyzikem Levem Landauem ve čtyřicátých letech minulého století, aby popsal kolektivní účinky jako „jednodílnou stimulaci,” vysvětluje Julien Barrier. „Používají se v řadě složitých systémů s přihlédnutím k mnoha účinkům na tělo.”

Doposud se chování kolektivních elektronů v grafenových supernovách považovalo za formu Dirac Fermionovy (čtvercové) částice s jedinečnými vlastnostmi podobnými fotonům (bez hmotných částic), které se replikují ve vysokých magnetických polích. To však nebralo v úvahu některé experimentální rysy, jako je dodatečná degenerace států, ani se to neshodovalo s konečnou hmotností kvadrantu tohoto stavu.

Autoři naznačují, že fermiony Brown-Zak ak jsou rodinou čtyř částic v supernovách pod vysokými magnetickými poli. To se vyznačuje novým kvantovým číslem, které lze měřit přímo. Je zajímavé, že práce při nízkých teplotách jim umožnila zvýšit perverzi prostřednictvím výměnných interakcí při extrémně nízkých teplotách.

„V přítomnosti magnetického pole se elektrony v grafenu začínají otáčet na kvantových drahách. U vodných fermionů Brown-Zak jsme byli schopni obnovit přímku desítek mikrometrů pod vysokými magnetickými poli až 16 T (500 000krát větší než magnetické pole Země). Za zvláštních podmínek necítí balistické kvadratické částice efektivní magnetické pole, “vysvětlují Dr. Kumaravadivel a Dr. Berdyugin.

V elektronickém systému je mobilita definována jako schopnost částice cestovat, když je aplikován elektrický proud. Vysoká mobilita je již dlouho součástí svatého grálu při výrobě 2D systémů podobných grafenu, protože takové materiály by poskytovaly další vlastnosti (celé և frakční kvantové Hallovy efekty) և možná umožňovaly vývoj ultravysokofrekvenčních tranzistorů, počítačových procesorů.

„Pro tuto studii jsme vyvinuli grafenová zařízení, která jsou extrémně velká a mají velmi vysokou úroveň čistoty,“ říká Dr. Kumaravadivel. To nám umožnilo dosáhnout mobility několika milionů cm / s, což znamená, že částice procházejí přímo celým zařízením bez rozptylu. Důležité je, že to nebyly jen klasické Diracovy fermiony v defire, ale také si byli vědomi Brown-Zakových akcentů v díle.

Tyto Brown-Zak feromony definují nové kovové stavy, které jsou společné pro jakoukoli supravodivou síť, nejen grafen, ale nabízejí hřiště pro fyziku kondenzovaných látek v jiných superponovaných 2D supravodičích.

Julien Barrier přidal: „Zjištění mohou být samozřejmě základem pro studium transportu elektronů, ale věříme, že pochopení části čtverců v nových supravodivých zařízeních pod vysokými magnetickými poli by mohlo vést k vývoji nových elektronických zařízení.“

Vysoká mobilita znamená, že tranzistor vyrobený z takového zařízení může pracovat na vyšších frekvencích, což umožňuje procesoru vyrobenému z tohoto materiálu provádět více výpočtů za jednotku času, což vede k rychlejšímu počítači. Použití magnetického pole obvykle snižuje pohyblivost, což činí takové zařízení nepoužitelným pro určité aplikace. Vysoká mobilita fermionů Brown-Zakových iontů ve vysokých magnetických polích otevírá nové perspektivy pro elektronická zařízení pracující v extrémních podmínkách.

Odkaz. 2020 13. listopadu Příroda komunikace,
DOI: 10.1038 / s41467-020-19604-0:

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Objeven vzácný supravodič – může být rozhodující pro budoucnost kvantové práce na počítači

Výzkum vedený Kentem a laboratoří STFC Rutherford Appleton Laboratory vedl k objevu nového vzácného topologického supravodiče LaPt3P. Tento objev může mít velký význam pro...

Mimořádný příklad toho, jak voda a led mohou formovat zemi

29. května 2021 Jedna z největších delt na světě je pozoruhodným příkladem toho, jak voda a led mohou formovat pevninu. Delta Yukon-Kuskokswim je jednou z největších...

Prehistorický typ člověka, který byl dříve vědě neznámý

Statická lebka, dolní čelist a temenní pravopis. Fotografický kredit: Tel Avivská univerzita Dramatický objev během izraelských vykopávek Objev nové homo skupiny v této oblasti, která...

Jak vznikla supermasivní černá díra

Výzkum vedený Kalifornskou univerzitou, Riverside poukázal na semeno černé díry vytvořené zhroucením halo temné hmoty. Supermasivní černé díry neboli SMBH jsou černé díry s hmotností...

MIT dosahuje významného pokroku směrem k plné implementaci kvantového výpočtu

Nastavitelná spojka může zapnout a vypnout interakci qubit-qubit. Nežádoucí, zbytkové (ZZ) interakce mezi dvěma qubity jsou eliminovány použitím vyšších úrovní energie v konektoru....

Newsletter

Subscribe to stay updated.