模型系统由叠加一双单层半导体给物理学家是一个简单的方法来研究量子行为混淆,从重费米子到奇异的量子相变。
集团的纸,“Gate-Tunable波纹近藤晶格重费米子,“3月15日发表在自然。第一作者是Kavli研究所博士后文进赵康奈尔。
项目是由亲属Fai Mak,艺术与科学学院的物理学教授,和杰山,康奈尔大学的工程应用和工程物理系教授的,报纸的文章的第二作者。亚博老虎机网登录卡夫研究所的研究人员都是成员;他们来到康奈尔大学教务长的纳米科学和微系统工程(下一个纳米)倡议。亚博老虎机网登录
团队开始着手解决所谓的近藤效应,日本理论物理学家君近藤的名字命名的。大约六年前,实验物理学家发现,通过金属,甚至用少量的原子磁杂质,它们可以分散材料的传导电子和从根本上改变其电阻率。
现象困惑的物理学家,但近藤解释它与一个模型显示如何传导电子磁性杂质“屏幕”,这样的自旋电子自旋对磁性杂质在相反的方向,形成了一个单线态。
虽然近藤杂质问题是现在很好理解,近藤晶格的问题——一个规整的磁矩,而不是随机的磁性杂质——要复杂得多,并且继续树桩物理学家。近藤晶格问题的实验研究通常涉及金属间化合物稀土元素的化合物,但这些材料都有自己的局限性。亚博网站下载
“当你移动直到底部的元素周期表,你最终得到的70电子在一个原子,“Mak说。“材料的电子结构变得如此复杂。很难描述发生了什么,即使没有近藤互动。”
研究人员模拟叠加超薄的近藤晶格层的两个半导体:钼ditelluride,调到莫特绝缘状态,与联硒化物钨掺杂巡回传导电子。这些材料比笨亚博网站下载重的金属间化合物化合物更简单,堆满了一个巧妙的转折。层旋转180度角,他们的重叠导致波纹点阵模式小槽中单个电子陷阱,类似于一个鸡蛋蛋箱。
这个配置避免了几十个电子的并发症时在稀土元素。和而不需要化学准备常规数组中磁矩的金属间化合物化合物,简化近藤晶格只需要一个电池。加载电压时,材料是受命于形成旋转的晶格,当一个刻度盘不同的电压,旋转淬火,产生连续可调系统。
“一切都变得更简单,更可控的。”Mak说。
研究人员能够不断优化电子旋转的质量和密度,不能在传统材料,在这个过程中,他们观察到电子穿着与自旋晶格可以成为重10到20倍比“裸”电子,这取决于电压。
可调谐性还可以诱导量子相变,重型电子变成光,,可能出现“奇怪”阶段,金属电阻随温度线性增加。实现这种转变可能特别有用的对于理解铜氧化物高温超导现象。
“我们的结果可以提供一个实验室基准理论家,”Mak说。“在凝聚态物理,理论家们试图处理一万亿电子相互作用的复杂的问题。这将是伟大的,如果他们不需要担心其他并发症,如化学和材料科学,在真实的材料。亚博网站下载亚博老虎机网登录所以他们经常研究这些材料的球形奶牛的近藤晶格模型。亚博网站下载在现实世界中你不能创建一个球形奶牛,但在我们现在的材料我们已经创建了一个用于近藤晶格。”
合作者包括博士生沈鲍恩和最道;博士后研究人员Kaifei康和中东汉;和国家材料科学研究所的研究人员在筑波,日本。亚博网站下载亚博老虎机网登录
研究主要是由美国空军科学研究办公室,美国国家科学基金会,美国能源部和戈登和贝蒂·摩尔基金会。亚博老虎机网登录
来源:https://www.cornell.edu/