| ko.com.ua

Графен демонструє дробовий квантовий ефект Холла

Фізики із США і Німеччини відкрили ще одну несподівану властивість графену - він демонструє дробовий квантовий ефект Холла (FQHE), який відрізняється від спостережуваного в традиційних матеріалах. Відкриття є важливим для вивчення кореляції між релятивістськими частками і може навіть допомогти в розробці квантових комп’ютерів в майбутньому.

FQHE зустрічається, коли заряджені частки, наприклад електрони, обмежені двовимірною площиною і піддаються впливу дії перпендикулярного магнітного поля. Якщо струм тече в напрямку осі Х, то в напрямку осі Y виникає напруга. При дуже низьких температурах це напруга квантуется з виразним кроком.

FQHE відрізняється від добре відомого цілочисельного квантового ефекту Холла і є результатом сильних взаємодій між електронами матеріалу. Ці взаємодії «породжують» квазічастинки з дробовим зарядом. Такі квазічастинки підкоряються так званій дробовій статистиці, яка може виявитися важливою для розробки квантових комп’ютерів. У разі FQHE, це сильна взаємодія часто призводить до важливих колективних явищ, таких як надпровідність, магнетизм і надтекучість. Тому розуміння сильних взаємодій такого роду є вкрай важливим у фізиці конденсованого стану.

У графені, на відміну від інших матеріалів, квазічастинки-носії заряду мають дуже високу рухливість і поводяться подібно безмассовим релятивістським часткам. Дослідники вже показали, що релятивістські носії заряду в графені сильно взаємодіють один з одним і що це може проявлятися як явище FQHE.

Тепер Амір Якобі (Amir Yacoby) з колегами з Гарвардського університету та Інституту фізики твердого тіла Макса Планка показали, що FQHE в графені відрізняється від такого ж явища в інших матеріалах.

«Ми виявили незвичайну послідовність станів Холла в графені, які є наслідком глибоких симетрій в матеріалі, - пояснив Якобі. - Ці стани проливають світло на зв’язок цих симетрій з електрон-електронними взаємодіями в графені ».

Дослідники отримали свої результати за допомогою спеціального скануючого мікроскопа (SET), зондуючи зразки графена з доданим магнітним полем. SET є спеціальним типом локального безконтактного зонда. Він вимірює наявність енергетичних щілин у електронному спектрі матеріалів з чутливістю, яку не можуть забезпечити інші методи.

Рекомендувати цей матеріал
X




забув пароль

реєстрація

X

X

надіслати мені новий пароль