14:27 2024-04-02 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Studiul dezvăluie o nouă familie de izolatoare Hall anomale cuantice

_ Studiul dezvăluie o nouă familie de izolatori Hall anomali cuantici

În ultimii ani, fizicienii și oamenii de știință din materiale au identificat diverse materiale noi marcate de proprietăți interesante și efecte cuantice. Aceste materiale s-ar putea dovedi extrem de valoroase atât ca platforme pentru studiul efectelor cuantice, cât și pentru dezvoltarea de noi dispozitive de calcul cuantic.

O clasă de materiale care a atras o atenție deosebită este izolatoarele Hall anomale cuantice. Aceste materiale au proprietăți interesante care le permit să conducă electricitatea în moduri extrem de controlate și eficiente, valorificând efectele mecanice cuantice și magnetismul.

Cercetătorii de la Universitatea Fudan din China au încercat recent să identifice noi izolatori Hall anomali cuantici promițători. . Cea mai recentă lucrare a acestora, publicată în Physical Review Letters, subliniază caracteristicile unice ale monostratului V2MX4, care ar putea aparține unei noi familii de izolatori Hall anomali cuantici.

„Găsirea materialelor Hall anomale cuantice intrinseci este un obiectiv important în cercetarea materialului topologic”, a declarat Jing Wang, coautor al lucrării, pentru Phys.org. „După ce am prezis MnBi2Te4, un exemplu paradigmatic de izolator topologic magnetic și care prezintă efect Hall anomal cuantic într-un strat ciudat, ne-am gândit să găsim un nou izolator Hall anomal cuantic intrinsec cu decalaj mare.”

Large-decalaj. Materialele izolatoare Hall anomal cuantic prezintă un efect Hall anomal cuantic cu un decalaj de energie relativ mare între banda de valență și conductie. Aceste materiale ar trebui să prezinte o sinergie între două proprietăți aparent conflictuale, și anume cuplarea spin-orbită și feromagnetismul.

„Cheia este înrădăcinată în orbitalii d, în care coexistă atât topologia, cât și magnetismul”, a spus Wang. . „În lucrările noastre anterioare, am prezentat inițial ATiX, o clasă de materiale Hall anomale cuantice caracterizate de grupul spațial P4/nmm”, a spus Wang. „Analiza simetriei în P4/nmm ne-a condus în cele din urmă la identificarea materialelor V2MX4 în cadrul grupului spațial P-42m.”

V2MX4, noua familie de materiale identificată de Wang și colaboratorii săi ar putea fi sintetizată folosind procese care au fost utilizate pe scară largă pentru a sintetiza compuși cu structuri similare, cum ar fi Cu2MX4 și Ag2MX4. Această nouă familie de materiale include un total de 10 materiale cu benzi interzise topologice netriviale și proprietăți similare, dintre care șase s-a dovedit teoretic că prezintă atât stabilitate dinamică, cât și stabilitate termodinamică.

„Abundența candidaților subliniază universalitatea. a acestei structuri, sporind perspectivele de sinteză”, a explicat Wang. „În ceea ce privește performanța, credem că o descriere potrivită a familiei V2MX4 este „simplu, dar puternic”. Regula simplă a lui Hund oferă temperaturi Curie ridicate (cuprinzând între 200 și 500 K). Inversarea benzii la punctul Gamma produce o bandă interzisă topologică mare netrivială (cuprinzând între 100 și 300 meV)."

Numerele calculele și simulările efectuate de Wang și colegii săi sugerează că materialele V2MX4 au proprietăți topologice bogate. Sunt izolatori Hall anomali cuantici în stratul lor impar, izolatori axioni în stratul lor par, izolatori topologici antiferomagnetici în starea lor fundamentală 3D și izolatori Hall anomali cuantici 3D în starea lor feromagnetică de 3D.

Cercetătorii au avut acum a început să colaboreze cu o echipă de fizicieni experimentali pentru a sintetiza V2MX4 în medii de laborator. Munca lor ar putea deschide calea către identificarea altor izolatori Hall anomali promițători, care ar putea avea implicații interesante pentru cercetarea în fizica cuantică și dezvoltarea tehnologiei cuantice.

„V2MX4 se evidențiază ca unul dintre cei mai competitivi candidați pentru izolatorul Hall anomal cuantic la temperatură înaltă, cu goluri mari”, a adăugat Wang. „Dacă este realizat experimental, ar putea promova foarte mult cercetarea și aplicarea fizicii cuantice topologice. Un obiectiv important pentru următoarea noastră cercetare va fi găsirea de noi materiale izolatoare topologice intrinseci, iar noi colaborăm concomitent cu grupuri experimentale pentru a fabrica V2MX4.”

© 2024 Science X Network

(Fluierul)

Inapoi