14:32
Comentarii Adauga Comentariu

_ Studiul arată că ditelurura de tungsten monostrat este un izolator excitonic

_ Studiul arată că monostrat Ditelurura de wolfram este un izolator excitonic

Ditelurura de wolfram (WTe2) este o dicalcogenură de metal tranzițional cu numeroase proprietăți și caracteristici avantajoase, ceea ce o face un material ideal pentru o gamă largă de aplicații electronice. Studiile anterioare au stabilit că cristalele 2D WTe2 dispuse într-un singur strat formează primul izolator topologic monostrat, prezentând proprietăți topologice care supraviețuiesc până la temperaturi foarte ridicate (~100 K).

În ultimii câțiva ani, fizicienii au putut înțelege destul de bine originea topologiei materialului. Cu toate acestea, motivele pentru care monostratul WTe2 se comportă ca un izolator (adică electronii nu se pot mișca liber în material) rămân neclare. Predicțiile și calculele teoretice sugerează că materialul ar trebui să fie, în principiu, un semimetal, în care electronii și găurile coexistă și se mișcă liber.

Cercetătorii de la Universitatea Princeton au efectuat recent un studiu care investighează proprietățile electronice ale monostratului WTe2, cu speranta de a intelege mai bine motivele pentru care actioneaza ca izolator. Lucrarea lor, publicată în Nature Physics, oferă dovezi puternice că materialul este un izolator excitonic, care rezultă din formarea spontană a stărilor legate de electroni, cunoscute sub numele de „excitoni”.

„Scopul inițial al lucrării noastre. a fost să înțelegem proprietățile cuantice ale noului material 2D monostrat WTe2”, a declarat Sanfeng Wu, unul dintre cercetătorii care au efectuat studiul, pentru Phys.org. „De-a lungul anilor, diferite moduri de a explica originea stării izolatorului au fost discutate în mod inconsecvent în literatura de specialitate. Lucrarea noastră a efectuat un studiu sistematic pentru a rezolva acest puzzle și a găsit dovezi puternice că acest izolator 2D este un izolator excitonic, un izolator mult căutat. după starea cuantică a materiei electronice în solide.”

Existența izolatorilor excitonici a fost prezisă pentru prima dată în anii 1960. La acea vreme, fizicienii au sugerat că în semiconductori sau semimetale cu distanțe mici, electronii și găurile se pot combina uneori pentru a forma particule compozite (adică, excitoni). Acest proces ar trebui, la rândul său, să conducă la o fază puternic izolatoare, care ar diferi considerabil de izolatorii electrici standard.

„Excitonii sunt particule neutre de încărcare, precum atomii de hidrogen”, a explicat Wu. „Conceptul de excitoni nu este nou în fizica semiconductorilor, de exemplu, excitonii joacă un rol cheie în excitațiile optice și emisiile de semiconductori. Cu toate acestea, excitonii excitați optic dintr-un semiconductor au o durată foarte scurtă de viață, deoarece trebuie să se degradeze, să zicem prin emiterea de lumină, în termen de nanosecunde. În schimb, într-un izolator excitonic, excitonii nu emit lumină și nu se descompun.”

În izolatorii excitonici, excitonii sunt ascunși în starea izolatorului, ceea ce îi face dificil de detectat experimental. Drept urmare, demonstrarea concludentă a existenței stărilor izolatoare excitonice s-a dovedit până acum a fi incredibil de provocatoare.

Pentru a arăta că monostratul WTe2 este un izolator excitonic, Wu și colegii săi au încercat mai întâi să excludă toate celelalte cunoscute. posibile explicaţii pentru comportamentul său izolator. Aceasta a inclus posibilitatea unei faze de izolare indusă de dezordine și a unui izolator banal cu o bandă interzisă asemănătoare cu cea a semiconductorilor tipici.

„Acesta este un pas foarte important, dar de obicei foarte dificil de făcut pentru materialele candidate 3D, ", a spus Wu. „Am examinat rolul tulburărilor prin compararea probelor cu diferite niveluri de impurități și am constatat că eșantioanele mai curate găzduiesc stări de izolare mai puternice, dezvăluind că starea de izolare este o proprietate intrinsecă a monostratului în limita curată, mai degrabă decât indusă de tulburări”.

În experimentele lor, cercetătorii au exclus și posibilitatea ca monostratul WTe2 să fie un izolator de bandă. Pentru a face acest lucru, ei au examinat un cristal 2D WTe2 folosind spectroscopie de tunel de electroni, o tehnică renumită și puternică pentru a distinge stările izolatoare corelate de izolatorii de bandă triviale.

„Am ajuns la concluzia că starea izolatoare monostrat se dezvoltă datorită electronicii intrinseci. corelații”, a spus Wu. „Combinând acest lucru cu faptul că starea apare exact la neutralitatea sarcinii, ceea ce înseamnă că numărul de electroni și găurile sunt exact egale, a devenit evident că izolatorul monostrat este un izolator excitonic.”

Interesant, Wu. și colegii săi au descoperit, de asemenea, că eșantionul WTe2 monostrat pe care l-au examinat a prezentat comportamente de transport neobișnuite, care sunt în concordanță cu cele care ar fi de așteptat într-un izolator excitonic. Ulterior, au dezvoltat un model teoretic care ia în considerare corelațiile electron-gaură, susținând în continuare formarea unei faze izolatoare excitonice.

„Am adunat două descoperiri notabile care ar putea avea implicații ample”, a spus Wu. „În primul rând, studiul nostru adaugă un nou aspect semnificativ la înțelegerea unui material topologic 2D care arată și multe alte proprietăți cuantice neobișnuite. Această descoperire revizuiește înțelegerea noastră a fizicii cuantice, unde topologia și corelațiile electronilor sunt ambele importante. În cele din urmă, ar putea conduce la noi descoperiri, în special în această nouă clasă de materiale.”

Studiul recent realizat de această echipă de cercetători arată că monostratul WTe2 este un candidat izolator excitonic 2D foarte promițător. În viitor, ar putea informa studii ulterioare care examinează monostrat WTe2 sau alte materiale cu structuri similare, pentru a explora posibilitatea de a descoperi mai multe materiale izolatoare excitonice.

„Munca noastră oferă oportunități valoroase de a aborda experimental deceniul de 6 ani. veche problemă a izolatorilor excitonici”, a spus Wu. „Descoperirile noastre inspiră deja idei noi pentru a detecta direct excitonii ascunși folosind abordări care sunt imposibile pentru materialele candidate anterioare.”

Rezultatele adunate de Wu și colegii săi deschid noi oportunități fascinante pentru dezvoltarea de noi experimente experimentale. tehnici de detectare a fazelor cuantice neutre ascunse în izolatoare. Acest lucru ar putea îmbunătăți înțelegerea actuală a izolatorilor electrici și, mai important, ar putea duce la descoperirea de noi tipuri de izolatori electrici dincolo de cele standard.

"Lucrarea noastră identifică monostrat WTe2 ca o platformă unică și fără precedent pentru studii viitoare nu numai asupra stării izolatoare excitonice, ci și asupra altor posibile noi faze cuantice, cum ar fi supraconductivitatea excitonice, mai ales că monostratul WTe2 poate fi reglat electrostatic de la starea izolatorului excitonic la o stare superconductoră”, Yanyu Jia, student absolvent și autor principal al lucrării. hârtie, a spus Phys.org. „Dezvăluirea relațiilor de bază dintre cele două faze va fi interesantă și va aprofunda cu siguranță înțelegerea fenomenelor cuantice din materiale.”

În următoarele studii, Wu, Jia și colegii lor vor încerca să elaboreze proceduri experimentale alternative. care le-ar permite să detecteze excitonii de stare fundamentală direct și chiar mai concludent. În plus, ei ar dori să efectueze cercetări suplimentare, concentrându-se pe orice posibile noi faze cuantice care ar putea caracteriza izolatorii excitonici.

„Un factor cheie aici este că nu avem de-a face cu excitoni unici; în schimb, densitatea excitonilor. aici este ~ 1012 cm-2", a adăugat Wu. „La fel ca în cazul multor atomi împreună, putem avea diferite faze ale materiei, ne așteptăm ca acești mulți excitoni să formeze noi faze electronice interesante de diferite tipuri. Deci, ar trebui să existe o lume cuantică bogată ascunsă în astfel de izolatori electrici și sperăm să descoperim. ei.”

© 2022 Science X Network


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ Rafael Nadal merge ceas! S-a calificat în turul al treilea al turneului de la Roland Garros

_ Preşedintele Cubei nu va asista `sub nicio formă` la summitul Americilor

_ Mai are timp pentru fani! Chris Hemsworth semnează fericit autografe în timp ce iese cu tatăl

_ O colecţie de peste 200 de săbii şi covoare va fi scoasă la licitaţie, de casa Artmark

_ Reuniuni PNL la Poiana Braşov; joi - Liga Aleşilor Locali, iar vineri - Consiliul Naţional al partidului

_ SUA critică decizia Rusiei de a emite paşapoarte în sudul Ucrainei: Un plan de 'subjugare' a poporului ucrainean

_ Proprietarul își transformă Airbnb din Penzance în închiriere pe termen lung pentru localnici

_ În epoca modernă reapare holera: peste 7000 de cazuri, în ultimele luni

_ 'Vocea' lui Zleneski face ochi dulci UE și critică NATO: Stă de-o parte şi care nu face efectiv nimic

_ 'Curajul' de a face politică - Stelian Ion sare în apărarea lui Danileț, judecător exclus tocmai pentru activitate politică în favoarea USR

_ Falimentul City Insurance: Peste 100.000 de şoferi au rămas cu vehiculele neasigurate

_ Țările în curs de dezvoltare iubesc Metaversul, în timp ce națiunile bogate nu sunt dornice (sobdaj)

_ Eamonn Holmes face o glumă din cauza problemelor sale de sănătate în timp ce urmează o terapie cu ventoză pentru durerea de spate

_ Biden anunţă că va merge în Texas `în următoarele zile`

_ De ce ar trebui să vizitezi Izvoarele Termale Katherine din Australia

_ Încă o bulă se sparge pe piața auto! Fiat Chrysler recunoaște că a mințit în privința emisiilor diesel: amenda e de 300 de milioane de dolari

_ Imagini inedite. Un tânăr a doborât recordul mondial la surf şi a intrat în Cartea Recordurilor pentru cel mai mare val cucerit vreodată

_ PSD prezintă bilanţul la şase luni de guvernare

_ Video | Liderul cecen Ramzan Kadîrov amenință Polonia: 'Ucraina este deja o problemă închisă. Pe mine mă interesează Polonia'

_ Variola maimuţei: Peste 200 de cazuri confirmate în lume (ECDC)

_ Pentru francezii de la Auchan sunt mai importanți banii lui Vladimir Putin, decât viețile ucrainenilor: Auchan spune că nu renunță la magazinele din Rusia

_ Petrol iranian sechestrat, proteste ale Teheranului. Iranul acuză SUA și Grecia de piraterie

_ Matt Lodge trece la rugby după ce i-a șocat pe Warriors renunțând brusc și costând clubului 700.000 de dolari

_ Băieții răi din tenis intră în război, în timp ce Nick Kyrgios îl marchează pe Bernard Tomic „cel mai URĂT atlet din Australia”

_ Martine McCutcheon își arată silueta slăbită în rochie cu buline pentru o clipă grozavă

_ Un medic oftalmolog de top i-a lăsat pe colegii săi necalificați să efectueze operații cu laser pacienților, judecă tribunalul

Cum fură grecii, turiștii ce vin la ei cu sume astronomice. O femeie din SUA vorbește despre tacticile de pradă limită ale unui restaurant din Mykonos

_ Ucrainenii recunosc că situația e foarte gravă în Donbas: Rusia bombardează peste 40 de orașe

_ Logodnica lui Braith Anasta, Rachael Lee, își arată cicatricea în timp ce îi îndeamnă pe fani să-și verifice pielea

_ Chris Hemsworth și Elsa Pataky arată îndrăgostiți la premiera Interceptor

_ Poliţia antidrog din Peru a confiscat patru tone de cocaină ce urmau să ajungă în Spania și Germania

_ Kate Moss ne împărtășește o privire în interiorul mormanei ei de 10 dormitoare din Cotswolds

_ Rumer Willis se duce fără sutien sub top crop care se agăță și fulgerează cu abdomenul tăiat

_ Zelenski îl atacă violent pe Henry Kissinger: El ne spune să cedăm teritorii Rusiei! Calendarul lui pare din anii 30 (Video)

_ �Tratatul global de pandemie� al Organizației Mondiale a Sănătății include un plan pentru pașaport digital universal și sistem de identificare obligatoriu

_ Reacția furibundă a Ucrainei la pașapoartele rusești emise în regiunile ocupate: 'O nouă dovadă a obiectivului criminal al războiului'

_ Ioana Băsescu participă `solo` la dezbaterile din cazul în care Elena Udrea a primit opt ani - ICCJ continuă judecarea apelurilor DNA și ale celor condamnați

_ Deputatul democrat Eric Swalwell spune că republicanii facilitează �mpușcăturile �n masă �prin proiect� (VIDEO)

_ Mama lui Sam Thompson, Karen, își arată silueta incredibilă într-un bikini gri

_ Diatomeele sunt amenințate cu declinul din cauza acidificării oceanelor, arată studiul

_ Starul romei Chris Smalling a fost lăudat pentru ieșirea „omul meciului” în finala Europa Conference League

_ �Please Help Me� � Femeie cere ajutor �n timp ce bărbatul o apucă de păr și strigă amenințări pe metroul din New York (VIDEO)

_ Pricilla Presley orbiește într-un costum negru cu paiete la after-party-ul Elvis de la Stephanie Beach

_ Senegal: 11 nou-născuți mor în incendiul spitalului, spune președintele

_ Președintele tunisian emite un decret pentru organizarea referendumului pentru noua constituție

_ The Time Traveller's Wife demersează telespectatorii cu scena de sex oral „sălbatică” și „deranjantă”

_ Oficialii sălbatici din Florida spun că unele hrană pentru lamantini cresc

_ Arne Slot, antreorul echipei Feyenoord, critic la adresa brigăzii de arbitri conduse de Istvan Kovacs, din finala Conference League

_ MasterChef Australia: Melissa Leong neagă acuzațiile de favoritism

_ Snap, trosnet, pop: recifele de corali sănătoase sunt pline de zgomot

_ Niecy Nash reflectă asupra morții fratelui din 1993, în uciderea unui liceu, în urma unei împușcături în masă din Texas

_ Kane Cornes spune că fostul manager al listei Kangaroos este „în sportul greșit” dacă vrea să evite comentariile

_ Licențiatul Laurina Fleure așteaptă primul ei copil

_ Marele Premiu al secţiunii Semaine de la Critique a fost câștigat de 'La Jauria', regizat de columbianul Andrès Ramirez Pulido

_ Khloe Kardashian vizitează „casa viselor” și dezvăluie că și Tristan Thompson se mută

_ Starul Sea Eagles, Tom Trbojevic, este îndemnat să folosească „medicul vrăjitor” din Fiji pentru a-și recupera după o accidentare la umăr

_ Ucigașul din școala elementară din Texas, Salvador Ramos, s-a angajat la Wendy's pentru a economisi 4.000 de dolari pentru arme

_ Acțiunile Nvidia au scăzut după cifrele din primul trimestru, veniturile din plăcile pentru minare cripto sunt 'nominale'

_ O carte pe zi: „Fata care a murit” de Ragnar Jónasson

_ Atenție! ANAF este pregătită să taie în carne vie, începând de luna viitoare: Închisoare pentru neplata impozitelor


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8 Pag.9 Pag.10 Pag.11 Pag.12 Pag.13 Pag.14 Pag.15

Nr. de articole la aceasta sectiune: 863, afisate in 15 pagini.



ieri 08:48