Физики из Массачусетского технологического института представили результаты экспериментов, опубликованных в журнале Nature, по созданию нового квантового состояния в ультратонком графене.
Изучался графен – лист углерода толщиной в один атом с ячеистой структурой, обладающий исключительной прочностью и высокой электропроводностью. Модифицированный ромбоэдрический пентаслойный графен, состоящий из пяти особым образом уложенных слоев, получил обозначение «золотая жила графена» благодаря множеству уникальных свойств.
Квантовая конструкция реализована в виде «квантового сэндвича»: ромбоэдрический пентаслойный графен размещён между слоями гексагонального нитрида бора. Применение различных напряжений позволяло управлять электронной конфигурацией и исследовать поведение электронов в многослойной структуре.
При определённых условиях электроны демонстрировали явление фракционирования, расщепляясь на части, что является проявлением дробного квантового эффекта Холла. Ранее этот эффект наблюдали только в сложных системах при сильных магнитных полях, а здесь он проявился без внешнего магнитного воздействия.
При температурах около 30 милликельвинов электроны замерзали, формируя электронный лёд, который сосуществовал с жидкой фазой электронов, ответственных за дробный квантовый эффект Холла. Аналогия с картой, где «реки» представляют текучие электроны, а «ледники» – замёрзшие, подчёркивает возможность изменения «ландшафта» квантовых состояний посредством управления напряжением.
Луна Цзюй и коллеги отметили: «Мы нашли золотую жилу, и каждая лопата открывает что-то новое». Это высказывание иллюстрирует глубокий интерес к изучению многогранного поведения электронов и перспективы дальнейших исследований в области графена.
Явление обнаружено как в ромбоэдрическом пентаслойном, так и в четырехслойном ромбоэдрическом графене, что указывает на его универсальность и характерность для целого класса материалов.
Контроль квантовых состояний в ультратонких материалах открывает новые возможности для создания квантовых компьютеров, сверхпроводников и других передовых электронных устройств, демонстрируя практическую значимость полученных результатов.
Изображение носит иллюстративный характер
Изучался графен – лист углерода толщиной в один атом с ячеистой структурой, обладающий исключительной прочностью и высокой электропроводностью. Модифицированный ромбоэдрический пентаслойный графен, состоящий из пяти особым образом уложенных слоев, получил обозначение «золотая жила графена» благодаря множеству уникальных свойств.
Квантовая конструкция реализована в виде «квантового сэндвича»: ромбоэдрический пентаслойный графен размещён между слоями гексагонального нитрида бора. Применение различных напряжений позволяло управлять электронной конфигурацией и исследовать поведение электронов в многослойной структуре.
При определённых условиях электроны демонстрировали явление фракционирования, расщепляясь на части, что является проявлением дробного квантового эффекта Холла. Ранее этот эффект наблюдали только в сложных системах при сильных магнитных полях, а здесь он проявился без внешнего магнитного воздействия.
При температурах около 30 милликельвинов электроны замерзали, формируя электронный лёд, который сосуществовал с жидкой фазой электронов, ответственных за дробный квантовый эффект Холла. Аналогия с картой, где «реки» представляют текучие электроны, а «ледники» – замёрзшие, подчёркивает возможность изменения «ландшафта» квантовых состояний посредством управления напряжением.
Луна Цзюй и коллеги отметили: «Мы нашли золотую жилу, и каждая лопата открывает что-то новое». Это высказывание иллюстрирует глубокий интерес к изучению многогранного поведения электронов и перспективы дальнейших исследований в области графена.
Явление обнаружено как в ромбоэдрическом пентаслойном, так и в четырехслойном ромбоэдрическом графене, что указывает на его универсальность и характерность для целого класса материалов.
Контроль квантовых состояний в ультратонких материалах открывает новые возможности для создания квантовых компьютеров, сверхпроводников и других передовых электронных устройств, демонстрируя практическую значимость полученных результатов.
