Naujas modelis paaiškina 3-D kvantines medžiagas

Iliustracijoje parodyti kvantinių topologinių metalų elektronai, laukiantys magnetinio sužadinimo. kai jie pradeda judėti Jie eis spirale aukštyn. Tai prieštarauja anksčiau pasiūlytam elektronų vaizdui, judančiam apskritimais dvimatėje plokštumoje. Tai sukuria ypatingą efektą, kuris yra perspektyvaus kvantinio topologinio reiškinio pagrindas.

Mokslininkai iš meistriškumo klasterio ct.qmat – Kvantinis kompleksiškumas ir topologija sukūrė naują supratimą apie elektronų elgseną stipriuose magnetiniuose laukuose Jų rezultatai apibūdina elektros srovės matavimą trimatėse medžiagose, kurios signalizuoja apie kvantinį Hall efektą. Tai reiškinys, susijęs tik su dvimačiais metalais. Šis naujas 3D efektas gali padėti kvantinių topologinių reiškinių pagrindą. kuri, manoma, yra ypač stipri Taigi greičiausiai tai bus galimybė pasirinkti itin galingas kvantines technologijas. Šie rezultatai ką tik paskelbti mokslo žurnale. gamtos bendravimas.

Daktaras Tobiasas Mengas ir daktaras Johanesas Goothas yra pagrindiniai „Excellence“ grupės tyrėjai. Wurzburg-Dresdner ct.qmat kurie tyrė kvantinę topologinę medžiagą nuo 2019 m., vargu ar gali patikėti neseniai paskelbto leidinio išvadomis gamta Teigiama, kad topologinio metalo cirkonio pentatelido elektronai (ZrTe5), nors medžiaga yra trimatė, Meng ir Gooth pradėjo savo tyrimus ir eksperimentus su ZrTe.5Mengas iš Drezdeno technikos universiteto (TUD) sukūrė Gootho teorinį modelį iš Makso Plancko kietųjų medžiagų chemijos instituto. Septyni matavimai naudojant skirtingas technikas visada padarykite tą pačią išvadą.

Elektronai laukia savo sugrįžimo.

Mengo ir Gootho tyrimai parodo naują vaizdą apie tai, kaip Hallo efektas veikia trimatėje medžiagoje. Mokslininkai mano, kad elektronai keliauja per metalą trimačiu keliu. Bet jų elektrinis transportas vis tiek atrodo dvimatis. Topologiniame metaliniame cirkonio pentatelide Tai įmanoma, nes kai kurie elektronai vis dar laukia sužadinimo iš išorinio magnetinio lauko.

„Elektronų judėjimo būdas yra nuoseklus visų mūsų matavimų metu. ir panašus į tai, kas žinoma iš dvimatės Kvantinės Halės efekto. Bet mūsų elektronai juda aukštyn spirale. užuot apsiribojęs žiediniu judesiu plokštumoje Tai jaudinantis kontrastas su kvantiniu Hall efektu ir siūlomu scenarijumi, kas nutiks „ZrTe“ medžiagose.5,Mengas komentuoja savo naujojo mokslinio modelio gimimą. „Tai veikia tik todėl, kad ne visi elektronai visada juda. Kai kurie iš jų tylėjo taip, lyg būtų eilėje. Tai naudos tik naudojant išorinį magnetinį lauką “.

Eksperimentas patvirtino modelį.

eksperimentui Mokslininkai kvantines topologines medžiagas atvėsino iki –271 laipsnių. Celsijaus ir naudojant išorinį magnetinį lauką Elektriniai ir termoelektriniai matavimai atliekami praleidžiant srovę per mėginį. Termodinamikos tyrimas analizuojant medžiagų magnetines savybes. Jie taip pat naudojo rentgeno, Ramano ir elektroninę spektroskopijas, kad pažvelgtų į medžiagos vidinį veikimą, sakė Mengas, Emmy Noether grupės vadovas TUD „Quantum Design“ ir pagrindinis dabartinio projekto teoretikas. „Tačiau septyni mūsų matavimai nereiškia, kad elektronai yra tik dvimatiai.“ Iš tikrųjų mūsų modelis yra stebėtinai paprastas. Tai taip pat puikiai apibūdina visus eksperimentinius duomenis “.

Kvantinių topologinių medžiagų 3D perspektyva

Nobelio premijos laureato kvantinės salės efektas buvo atrastas 1980 m. Ir apibūdina laipsnišką laidumą metaluose. Tai yra topologinės fizikos kertinis akmuo, sritis, kuri didėja nuo 1960-ųjų. Jis buvo išleistas 2005 m. Dėl 21 funkcinės medžiagos sutarties.šv amžiaus. Kvantinis Hall efektas taip pat yra tik dvimatis metalas.

Moksliniai šios publikacijos rezultatai praplečia mūsų supratimą, kaip 3-D medžiagos elgiasi magnetiniuose laukuose. Klasterio nariai Mengas ir Goothas ketina toliau siekti šios naujos tyrimų krypties: „Mes norime ištirti elektronų sujungimo elgesį 3 -D metalai. Išsamiau “, – sakė Mengas.

dalyvaujančių žmonių

Be Tobiaso Mengo TUD kvantinio dizaino tyrimo grupės narių, leidiniui vadovavo komandos mokslininkas Johanesas Goothas iš Makso Planko cheminių medžiagų fizikos instituto. Dresdeno-Rosendorfo „Helmholtz“ centras.

Nuoroda: „Kvazi-kiekybinio salės efekto kilmė ZrTe5“, autoriai: S. Galeski, T. Ehmcke, R. Wawrzyńczak, PM Lozano, K. Cho, A. Sharma, S. Das, F. Küster, P. Sessi , M. Brando, R. Küchler, A. Markou, M. König, P. Swekis, C. Felser, Y. Sassa, Q. Li, G. Gu, MV Zimmermann, O. Ivashko., DI Gorbunov, S. Zherlitsyn, T. Förster, SSP Parkin, J. Wosnitza, T. Meng ir J. Gooth, 2021 m. Gegužės 27 d., gamtos bendravimas.
doi: 10.1038 / s41467-021-23435-m

Kompetencijos grupė ct.qmat

kompetencijos klasteris ct.qmat – Kvantinis kompleksiškumas ir topologija Tai yra bendras mokslinių tyrimų bendradarbiavimas Julius-Maximilians- Universität Würzburg and Technische Universität (TU) Dresden slėgis arba stiprus magnetinis laukas. Šių specialių funkcijų teikimas kasdieninėmis sąlygomis bus revoliucinių kvantinių lustų ir naujų techninių programų pagrindas. Kompetencijos klasteris finansuojamas pagal federalinę kompetencijos strategiją ir valstybės

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Naujasis „Ultrathin Liquid Liquid Crystal Metalens“ siūlo elektrinį padidinimą

Cornell հայ „Samsung“ inžinierių sukurtas ultragarso, elektra valdomų metalų konceptualus perteikimas. Paskola Danieliui Schilkinui Kornelio taikomosios inžinerijos mokyklos tyrėjai's „Samsung“ pirmaujantis technologijų institutas sukūrė...

Naujos keistų, išnykusių driežų rūšys – tokios keistos, kad buvo neteisingai identifikuotos kaip dinozauras su kolibriu

„Oculudentavis naga“, kaip pavaizduota šio menininko rekonstrukcijoje, buvo keistas driežas, kurį tyrėjai iš pradžių sunkiai skirstė į kategorijas. Jie vis dar nėra tikri...

Kavos mėgėjai, mėgaukitės! Gausus kavos vartojimas susijęs su sumažėjusia širdies nepakankamumo rizika

Tyrimo ataskaita: Išanalizavus tris pagrindinius širdies ligų tyrimus nustatyta, kad geriant vieną ar daugiau kavos su kofeinu puodelių buvo sumažinta širdies nepakankamumo rizika. Kavos be kofeino...

Atominė dalelė paversta antiteze ir pirmą kartą atvirkštinė nepaprasto eksperimento metu.

Fizikų komanda, įskaitant Warwick universitetą, įrodė, kad subatominės dalelės gali virsti ego antagonistais ir vėl grįžti į naują atradimą, ką tik atskleistą praėjusią savaitę. „Šis...

36 Nykštukų galaktikos kartu buvo „Naujųjų žvaigždžių kūdikių bumas“

„Rutgers“ išvados nėra skirtos ginčyti dabartinių idėjų apie galaktikų atsiradimą ir gali padidinti mūsų supratimą apie visatą. Kreditas: Rutgerso universitetas, Naujasis Bransvikas Stebina tai, kaip...

Newsletter

Subscribe to stay updated.