범프는 양자 조사를 원활하게 할 수 있습니다

범프는 양자 조사를 원활하게 할 수 있습니다
모델은 윤곽이 있는 기질에 의해 응력을 받는 2D 재료의 고유한 특성을 보여줍니다.
날짜:
2022년 6월 6일
원천:
라이스 대학교
요약:
재료 이론가들은 2D 재료로 덮인 윤곽 표면을 모델링하고 전자 및 자기 특성을 제어할 수 있음을 찾습니다. 이 발견은 양자 시스템을 포함한 다물체 효과에 대한 연구를 단순화할 수 있습니다.

Atoms는 안락한 영역에서 강제로 벗어날 때 이상한 일을 합니다. Rice University 엔지니어들은 그들에게 넛지를 줄 새로운 방법을 생각해 냈습니다.

Rice의 George R. Brown School of Engineering의 재료 이론가 Boris Yakobson과 그의 팀은 2D 재료 층의 윤곽을 변경하여 원자 간의 관계를 변경하는 것이 이전에 생각했던 것보다 더 간단할 수 있다는 이론을 가지고 있습니다.

다른 사람들은 토폴로지를 변경하기 위해 그래핀 등의 2D 이중층(함께 쌓인 2개 층)을 비틀지만, Rice 연구진은 계산 모델을 통해 신중하게 설계된 물결 모양의 표면에 단일층 2D 재료를 성장시키거나 스탬핑하면 "전례 없는" 달성이 가능할 것이라고 제안합니다. 자기 및 전자 속성에 대한 통제 수준".

그들은 이번 발견이 양자 시스템을 포함한 여러 미세 입자 사이의 상호 작용인 다물체 효과를 탐구할 수 있는 길을 열어주었다고 말합니다.

Yakobson과 그의 연구실의 두 동문인 Sunny Gupta와 Henry Yu의 논문이 Nature Communications에 게재되었습니다.

연구원들은 이중층 그래핀과 같은 2D 물질 이중층을 "마법의 각"으로 비틀거나 변형하면 초전도를 비롯한 흥미로운 전자 및 자기 현상을 유도한다는 최근 발견에서 영감을 받았습니다.

그들의 모델은 육각형 질화붕소(hBN)와 같은 2D 재료를 비틀기보다는 단순히 스탬핑하거나 울퉁불퉁한 표면에 성장시키면 재료의 격자가 자연스럽게 변형되어 유사 전기장 및 유사 자기장을 형성하고 풍부한 물리적 효과를 나타낼 수 있음을 보여줍니다. 뒤틀린 재료에서 발견되는 것과 유사합니다.

Flat hBN은 절연체이지만 연구원들은 모델에서 원자를 변형시키면 밴드 구조가 생성되어 효과적으로 반도체가 된다는 것을 발견했습니다.

Gupta는 그들의 전략의 장점은 기판이 전자빔 리소그래피를 사용하여 정확하게 패턴화될 수 있기 때문에 표면 범프를 통해 변형을 고도로 제어할 수 있다는 것이라고 말했습니다. "이것은 또한 다른 지형을 가진 기판을 설계함으로써 전자 상태와 양자 효과를 제어 가능하게 변경할 수 있습니다."라고 그는 말했습니다.

전하가 한 방향으로 흐르도록 조작할 수 있기 때문에 전하가 따르는 경로는 1D 시스템의 모델입니다. Yakobson은 꼬인 그래핀을 통해 액세스할 수 없는 1D 양자 시스템의 특성을 탐색하는 데 사용할 수 있다고 말했습니다.

굽타는 "자동차가 한 방향으로만 이동할 수 있는 1차선 도로를 상상해 보세요"라고 말했습니다. “차가 앞을 추월할 수 없기 때문에 모든 차가 함께 움직여야 교통이 움직입니다.

"이것은 2D의 경우 또는 자동차 또는 전자가 통과할 수 있는 여러 차선이 있는 경우가 아닙니다."라고 그는 말했습니다. "자동차와 마찬가지로 1D 시스템의 전자는 개별적으로가 아니라 집합적으로 흐를 것입니다. 이것은 1D 시스템을 풍부하고 미개척 물리학으로 특별하게 만듭니다."

굽타는 현재 그래핀의 2D 이중층 또는 hBN과 같은 다른 이종 구조를 단일 정도 미만으로 비틀는 것보다 전자빔으로 울퉁불퉁한 기판을 형성하는 것이 훨씬 쉬울 것이라고 말했습니다.

"게다가 일반적으로 2D 이중층을 비틀어서 접근할 수 없는 1D 양자 상태를 실현할 수 있습니다."라고 그는 말했습니다. "이를 통해 지금까지 대부분 파악하기 어려웠던 물리적 효과를 1D로 탐색할 수 있습니다."

Yakobson은 Karl F. Hasselmann 공학 교수이자 재료 과학, 나노 공학 및 화학 교수입니다.