Pola Mayer memfasilitasi penemuan lapisan isolasi baru yang tidak terduga

Pola moiré dibentuk oleh dua jaring sarang lebah. Kredit: Microwave Nano-Electronics Lab, UC Riverside

Studi yang dipimpin UC Riverside mengamati fase isolasi yang tidak terduga dengan menempatkan elektronik dalam lapisan tunggal bertumpuk semikonduktor 2D.

Komponen elektron berlebih biasanya merupakan konduktor. Namun, segudang pola – jenis gangguan yang biasanya muncul ketika satu objek dengan pola berulang ditempatkan di atas objek lain dengan jenis yang sama – dapat menekan konduktivitas listrik, sebuah studi yang dipimpin oleh fisikawan Riverside di University of California menemukan.

Peneliti laboratorium mencakup satu lapisan tunggal tungsten disulfida (WS)D) Dalam lapisan tunggal tungsten dicilynide (WSE)D) Dan kedua lapisan tersebut membuat pola moiré berukuran besar yang berbaris satu sama lain. Atom di kedua WSD Dan WSED Lapisan tersebut disusun dalam kisi sarang lebah dua dimensi dengan jeda berkala atau berulang pada kurang dari 1 nanometer. Tetapi ketika dua kisi disejajarkan pada 0 atau derajat0 derajat, elemen komposit menghasilkan pola merak dalam fase yang lebih besar sekitar 8 nanometer. Konduktivitas sistem 2D ini bergantung pada berapa banyak elektron yang ditempatkan pada pola merak.

“Kami menemukan bahwa ketika pola segudang sebagian diisi dengan elektron, sistem menunjukkan beberapa keadaan isolasi, berlawanan dengan keadaan konduktif yang diharapkan dari pemahaman konvensional,” kata Yongtao Kue, asisten profesor fisika dan astronomi di UC Riverside. Tim. Persentase isian ditemukan sebagai pecahan biasa seperti 1/2, 1/3, 1/4, 1/6, dan seterusnya. Mekanisme keadaan isolasi tersebut adalah interaksi yang kuat antara elektron yang membatasi elektron bergerak ke sel tegalan lokal. Pemahaman ini dapat membantu mengembangkan cara baru untuk mengontrol mengemudi dan menemukan konten superkonduktor baru. “

Hasil studi tersebut dipublikasikan pada 15 Februari 2021 Fisika Alam.

Pola kepemilikan lateks saya

Pola pendudukan tingkat akuisisi elektron yang berbeda dalam kisi Mairi. Kredit: Microwave Nano-Electronics Lab, UC Riverside

Pola Moiré didorong pada material komposit WSD Dan WSED Pola sarang lebah dapat dibayangkan dengan sumur dan lubang yang tertata rapi.

“W.S.D Dan WSED Ada sedikit perbedaan terkait ukuran mata jaring, sehingga ideal untuk menghasilkan pola merak, ”kata Chui.

Biasanya, ketika sejumlah kecil elektron ditempatkan di lapisan 2D seperti WSD Atau WSED, Mereka memiliki kekuatan yang cukup untuk bepergian secara bebas dan acak, yang menjadikan sistem sebagai konduktor. Lab Chui telah menunjukkan bahwa saat latte dibuat menggunakan WSSD Dan WSEDSebagai hasil dari pola periodik, elektron mulai menjauh satu sama lain secara perlahan.

“Elektron tidak ingin dekat satu sama lain,” kata Jiang Huang, penulis pertama makalah penelitian di lab elektronik nano gelombang mikro di Chiu dan seorang mahasiswa pascasarjana doktoral. “Ketika jumlah elektron menempati segi enam per elektron, elektron tetap terkunci dan tidak bisa lagi bergerak bebas. Sistem kemudian berperilaku seperti isolator.

Chui membandingkan perilaku elektron semacam itu dengan jarak sosial selama epidemi.

Jeong Huang dan Yongtao Kui

Foto tersebut menunjukkan Jeong Huang (kiri) dan Yongtao Kui. Kredit: Microwave Nano-Electronics Lab, UC Riverside

“Jika segi enam bisa dibayangkan sebagai sebuah rumah, semua elektron akan bergerak di dalam rumah, satu di setiap rumah dan bukan di sekitar,” katanya. “Jika kita tidak memiliki elektron dalam segi enam, sebaliknya segi enam menempati 95%, yang berarti bahwa beberapa bola di sekitarnya kosong, tetapi elektron dapat bergerak sedikit melalui sel kosong. Jika bahannya tidak ada isolator, itulah sebabnya ia berperilaku seperti konduktor yang buruk.

Laboratoriumnya mampu mengatur jumlah elektron di WSD– WSED Kombinasi penipuan untuk mengubah rata-rata kepemilikan segi enam. Timnya menemukan kondisi isolasi ketika rata-rata kepemilikannya kurang dari satu. Misalnya, untuk menempati sepertiga, elektron saling menempati segi enam.

“Alih-alih memisahkan kaki menggunakan analogi jarak sosial, sekarang katakanlah, pisahkan 10 kaki.” “Jadi, ketika sebuah elektron menempati segi enam, itu memaksa semua segi enam yang berdekatan menjadi kosong untuk mematuhi aturan jarak sosial yang ketat. aturan, mereka membentuk pola baru dan menempati sepertiga dari total segi enam, di mana mereka lagi-lagi kehilangan kebebasan bergerak dan mengarah ke keadaan panas. “

Penelitian menunjukkan bahwa pecahan bulat lainnya, seperti 1/4, 1/2, dan 1/6, mungkin memiliki perilaku serupa, masing-masing bergantung pada jenis pekerjaan individu.

Cui menjelaskan bahwa keadaan isolasi ini disebabkan oleh interaksi yang kuat antar elektron. Dia menambahkan bahwa itu adalah penolakan Columbus, kekuatan permusuhan antara dua tuduhan positif atau dua tuduhan negatif di bawah hukum Coulomb.

Dia menambahkan bahwa dalam materi 3D, interaksi elektron yang kuat diketahui menimbulkan berbagai fasa elektronik asing. Misalnya, mereka mungkin berkontribusi pada pembentukan superkonduktivitas suhu tinggi konvensional.

“Pertanyaan yang masih belum kami miliki adalah apakah struktur 2D, jenis yang kami gunakan dalam eksperimen kami, dapat menghasilkan superkonduktivitas suhu tinggi,” kata Kiwi.

Setelah itu, kelompoknya akan berupaya mengidentifikasi kekuatan interaksi elektronik.

“Energi interaksi elektron sangat menentukan keadaan isolasi sistem,” kata Cui. “Kami ingin dapat menggunakan kekuatan interaksi elektronik.”

Referensi: “Kondisi isolasi relatif terhadap waktu pengisian sebagian kecil WSSD/ WSED Jiang Huang, Tianmeng Wang, Shennan Miao, Chong Wang, Jipeing Li, Zhen Lian, Takashi Taniguchi, Kenji Watanabe, Satoshi Okamoto, Di Jiao, Su-fi Shi dan Yong-Tao Qiui’s Moira Lettis “15 Feb. Fisika Alam.
DOI: 10.1038 / s41567-021-01171-w

Chui dan Huang didanai oleh hibah dari National Science Foundation, Hellman Fellowship, dan hibah awal dari Shines.

Mereka berpartisipasi dalam penelitian Tianmen Wang, Shenganan Miao, Zipping Li, Zhen Lian dan Su-fi Shi di Renssela Polytechnic Institute di New York; Chong Wang dan Di Xiao di Universitas Carnegie Mellon di Pennsylvania; Takashi Taniguchi dan Kenji Watanabe di Institut Fisika Nasional di Jepang; Dan Satoshi Okamoto di Laboratorium Nasional Oak Ridge di Tennessee. Huang, T. Wang, Miao, dan Si Wang memberikan kontribusi yang setara untuk survei tersebut.

Makalah penelitian ini berjudul “Correlated Insulating States di FSSal Fractions of WSSD/ WSED Maire? Palsu.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Topan Super Surigae menyulut Pasifik

19 April 2021 Topan super mencapai intensitas ekstrem setahun lebih banyak daripada badai era satelit mana pun. Surigae tidak akan mendarat, tetapi topan yang muncul di...

Mekanisme fotoenzim kunci yang diuraikan

Kesan artis tentang katalisis enzimatik yang diusulkan dalam mekanisme fotodekarboksilase asam lemak (Sains 2021). Kredit: Damien Sorigué Pengoperasian enzim FAP, yang berguna untuk memproduksi...

DOE Mendorong Investasi A.S. yang Agresif dalam Energy Fusion

Sinar laser energi tinggi NIF berkumpul di target di tengah kamera target. Keberhasilan mendapatkan penyalaan fusi akan menjadi langkah maju yang besar dalam...

Fisikawan menciptakan bit kuantum yang dapat mencari materi gelap

Sebuah qubit (persegi panjang kecil) dipasang pada tingkat kebiruan, yang berada di atas jari untuk menunjukkan skala. Ilmuwan di Farmland Universitas Chicago menggunakan...

Ahli paleontologi memperkirakan bahwa 2,5 miliar T. rex menjelajahi Bumi selama periode Kapur

Untuk semua mereka yang terlambatKapur Menurut sebuah studi baru, jumlah total tyrannosaurus yang pernah hidup di Bumi adalah sekitar 2,5 miliar individu, di mana...

Newsletter

Subscribe to stay updated.