16:38 2024-02-09
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Dovada că telurura de hafniu subțire din punct de vedere atomic este un izolator excitonic
_ Dovezi că telurura de hafniu subțire atomic este un izolator excitonic
Condensarea excitonilor cu impuls diferit de zero poate da naștere la așa-numitele unde de densitate de sarcină (CDW). Acest fenomen poate determina tranziția materialelor într-o nouă fază cuantică fascinantă, cunoscută sub numele de izolator excitonic.
Cercetătorii de la Universitatea Jiao Tong din Shanghai și alte institute au efectuat recent un studiu care explorează posibilitatea ca acest izolator metalic. tranziția ar putea avea loc în HfTe2 semimetalic subțire atomic. Observațiile lor, prezentate în Nature Physics, au dezvăluit posibile tranziții CDW excitonice și metal-izolant în materialul subțire din punct de vedere atomic.
„Formarea CDW în materiale are diferite mecanisme (de exemplu, cuibărirea suprafeței Fermi, distorsiunile rețelei, etc.) și excluderea altor mecanisme de formare a CDW este cheia identificării existenței unui izolator excitonic”, a declarat Peng Chen, autorul corespondent al lucrării, pentru Phys.org.
„Echipa noastră de cercetare a condus anterior. o serie de studii asupra dicalcogenidelor bidimensionale ale metalelor de tranziție, inclusiv TiSe2 și ZrTe2, pentru a explora acest fenomen nou. Din păcate, distorsiunea rețelei este încă evidențiată în dispersiile de fononi calculate, deși s-ar putea să nu fie principala forță motrice în aceste materiale."
Pe baza lucrărilor lor anterioare, cercetătorii și-au propus să cerceteze existența CDW și a unei tranziții metal-izolant în peliculele subțiri dintr-un alt material, și anume HfTe2. După ce au observat cu succes ambele fenomene, au efectuat calcule de fononi pentru a-și valida observațiile.
Aceste calcule au arătat că HfTe2 cu un singur strat nu prezintă instabilitate structurală. În plus, măsurătorile Raman și de difracție cu raze X nu au dezvăluit nicio distorsiune semnificativă a rețelei, oferind astfel dovezi puternice pentru originea electronică a tranziției metal-izolator în HfTe2 cu un singur strat.
„O caracteristică notabilă a Condensarea excitonilor este sensibilitatea la concentrația purtătorului de lângă suprafața Fermi”, a explicat Peng. „Un număr mic de purtători și o concentrație echilibrată atât de purtători de tip n, cât și de tip p pot beneficia, în principiu, de condensarea excitonului. Am descoperit că o cantitate mică de dopaj de tip n a crescut semnificativ temperatura de tranziție a HfTe2 cu un singur strat, care este diferit de alte tipuri de mecanism de tranziție, cum ar fi CDW de tip Peierls.”
Descoperirile recente adunate de Peng și cercetătorii săi sugerează că HfTe2 subțire atomic ar putea fi primul izolator excitonic cunoscut dintr-un solid natural cu o substanță pur originea tranziției electronice. Cercetătorii și-au validat până acum rezultatele prin diferite calcule și analize.
„Prin scăderea dimensionalității materialului, efectele de screening în jurul nivelului Fermi pot fi reduse, ceea ce aduce beneficii condensării excitonilor”, a spus Peng. „Am pregătit cu succes pelicule subțiri HfTe2 cu un singur strat și mai multe straturi prin epitaxie cu fascicul molecular. Măsurătorile prin spectroscopie de fotoemisie cu rezoluție unghiulară au relevat o tranziție metal-izolator atunci când grosimea a fost mai mică de trei straturi. temperaturi, deschizând un gol în apropierea suprafeței Fermi. În plus, în apropierea punctului au apărut benzi pliate, o caracteristică tipică a formării CDW."
Noul izolator excitonic descoperit de această echipă de cercetare ar putea pune bazele unor studii suplimentare. concentrându-se pe efectele cuantice exotice care derivă din interacțiunea dintre stările izolatoare excitonice și alte ordini (de exemplu, topologia și stările corelate cu spin). În lucrările lor viitoare, Peng și colegii săi plănuiesc să examineze faza izolatorului cuantic pe care au observat-o în continuare, pentru a înțelege mai bine fizica subiacentă.
„Spre deosebire de perechile Cooper tradiționale din supraconductori, excitonii au o energie de legare mai mare, ceea ce îi face propice condensării la temperaturi mai ridicate”, a adăugat Peng. „Prin urmare, studiul izolatorilor excitonici este de o importanță deosebită pentru înțelegerea fenomenelor precum supraconductivitate și superfluiditate la temperatură ridicată. Deoarece formarea excitonului este foarte sensibilă la numărul de purtători și la banda interzisă, stimulii externi, cum ar fi porțile electrice sau deformarea, pot poate fi folosit pentru a controla delicat concentrația purtătorului sau structura benzii și, prin urmare, parametrul de ordine al coerenței electron-găuri.”
© 2024 Science X Network
Comentarii:
Adauga Comentariu