Electron thường nằm trong số các hạt cơ bản nhẹ nhất, nhưng trong cái gọi là vật liệu “fermion nặng”, chúng chuyển động như thể chúng nặng hơn hàng trăm lần. Độ nặng bất thường này xảy ra do sự tương tác mạnh giữa các electron dẫn điện và mô men từ cục bộ trong vật liệu, và nó được cho là đóng một vai trò quan trọng trong hoạt động của các chất siêu dẫn nhiệt độ cao hoặc “độc đáo”.
Các nhà nghiên cứu ở Mỹ, Thụy Điển, Tây Ban Nha và Đức hiện đã tổng hợp được một chất liệu fermion nặng hai chiều mới từ một tinh thể liên kim loại phân lớp làm từ xeri, silicon và iốt (CeSiI). Vật liệu mới này có thể mang đến cho các nhà khoa học những cơ hội mới để nghiên cứu các tương tác làm phát sinh những hành vi chưa được hiểu rõ như chất siêu dẫn độc đáo và các hiện tượng lượng tử liên quan.
“Thông thường, những vật liệu fermion nặng này là những cấu trúc kim loại có liên kết mạnh theo ba chiều, nhưng người ta đã biết từ lâu rằng việc chế tạo những vật liệu này có hai chiều hơn có thể giúp thúc đẩy tính siêu dẫn độc đáo xuất hiện trong một số hợp chất fermion nặng,” giải thích. Xavier Roy, một nhà hóa học tại Đại học Columbia ở Mỹ, người đứng đầu nghiên cứu mới. “Chúng tôi đã xác định được các fermion nặng trong vật liệu phân lớp van der Waals CeSiI, chứa liên kết mạnh ở hai chiều nhưng chỉ được liên kết yếu với nhau ở chiều thứ ba.”
Các electron dẫn kết hợp mạnh với mô men từ cục bộ
Các nhà nghiên cứu đã chọn nghiên cứu CeSiI, chất được tổng hợp lần đầu tiên vào năm 1998, sau khi tìm kiếm cơ sở dữ liệu tinh thể học về các vật liệu có thể chứa các tương tác mạnh này (được gọi là tương tác Kondo). Đặc biệt, họ nhắm đến việc kết hợp ba yếu tố chính: nguyên tử xeri, vốn tạo ra mô men từ cục bộ; độ dẫn điện của kim loại, đảm bảo sự hiện diện của các hạt mang điện; và cấu trúc phân lớp van der Waals cho phép chúng bóc tách (bóc ra) các lớp vật liệu mỏng chỉ dày vài nguyên tử. Sau đó, các lớp riêng lẻ này có thể được xoắn và căng hoặc xếp chồng lên nhau trên các vật liệu khác để thay đổi đặc tính của vật liệu.
Để tạo ra CeSiI, các nhà nghiên cứu đã kết hợp kim loại xeri, silicon và xeri iodua rồi nung nóng tổ hợp này đến nhiệt độ cao. Thủ tục này được trình bày chi tiết trong Thiên nhiên, tạo ra các tiểu cầu hình lục giác của vật liệu mong muốn. “Đúng như chúng tôi hy vọng, chúng tôi thấy rằng các electron dẫn kết hợp mạnh với mô men từ cục bộ trên các nguyên tử Ce, dẫn đến khối lượng hiệu dụng được tăng cường và trật tự phản sắt từ ở nhiệt độ thấp,” giải thích. Victoria Posey, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại phòng thí nghiệm của Roy người tổng hợp vật liệu.
Sử dụng kính hiển vi quét đường hầm đo được thực hiện trong Phòng thí nghiệm của Abhay Pasupathy tại Columbia, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng quang phổ của vật liệu này đặc trưng của các fermion nặng. Họ đã sao lưu những kết quả này bằng các phép đo quang phổ quang phát xạ ở Phòng thí nghiệm quốc gia Brookhaven, phép đo vận chuyển điện tử tại Harvard University và các phép đo từ tính tại Phòng thí nghiệm từ trường cao quốc gia Ở Florida. Họ cũng làm việc với một nhóm các nhà lý thuyết ở Columbia, Viện Flatiron, Các Viện Max Planck ở Đức, Thụy Điển Đại học Uppsala và hai tổ chức ở San Sebastián, Tây Ban Nha để phát triển khung lý thuyết nhằm giải thích những quan sát của họ.
Chất siêu dẫn khác thường thậm chí còn nặng hơn mong đợi
Thành viên của đội Michael Ziebel giải thích rằng kết quả này có thể đạt được một phần là do nỗ lực chung của Columbia, Brookhaven và Viện Flatiron nhằm thiết kế các tính chất mới trong vật liệu 2D. Ziebel cho biết: “Một thách thức lớn mà chúng tôi phải vượt qua là độ nhạy không khí của vật liệu, điều đó có nghĩa là chúng tôi phải phát triển những cách mới để xử lý mẫu trong phòng thí nghiệm của mình”. “Nói rộng hơn, việc xác định sự hiện diện của các fermion nặng có thể khá khó khăn – không có phép đo 'súng hút' nào cả."
Các nhà nghiên cứu hiện có kế hoạch thay thế các nguyên tử khác nhau vào các vị trí xeri, silicon hoặc iốt trong CeSiI để cố gắng ngăn chặn trật tự từ tính của nó và tạo ra các trạng thái điện tử cơ bản mới. Sau đó, bằng cách bóc vật liệu đến các độ dày khác nhau, họ nhằm mục đích nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước lên các hợp chất này. “Song song đó, chúng tôi đang áp dụng các kỹ thuật mà chúng tôi đã sử dụng trong nghiên cứu này để thay đổi một cách có hệ thống các tính chất của CeSiI ở giới hạn 2D, hy vọng điều gì đó sẽ tạo ra các hiện tượng lượng tử mới phát sinh từ sự kết hợp giữa các tương tác điện tử mạnh và tính chiều thấp,” nói. Roy.
- Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
- PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
- Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
- PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
- nguồn: https://physicsworld.com/a/heavy-fermions-appear-in-a-layered-intermetallic-crystal/
- : có
- :là
- $ LÊN
- 120
- 1998
- 2D
- Vật liệu 2D
- a
- Ngoài ra
- Sau
- nhằm mục đích
- nhằm vào
- KHÔNG KHÍ
- cho phép
- Ngoài ra
- trong số
- an
- và
- xuất hiện
- xuất hiện
- Nộp đơn
- LÀ
- phát sinh
- AS
- At
- được hậu thuẫn
- BE
- bởi vì
- được
- hành vi
- được
- giữa
- rộng rãi
- Brookhaven
- nhưng
- by
- CAN
- người vận chuyển
- hoạt hình
- thách thức
- thách thức
- thay đổi
- đặc trưng
- phí
- chọn
- Tập thể
- Đại học
- kết hợp
- kết hợp
- kết hợp
- Tiến hành
- chứa
- có thể
- Couple
- Pha lê
- cơ sở dữ liệu
- mong muốn
- chi tiết
- phát triển
- khác nhau
- kích thước
- Hiệu quả
- hiệu ứng
- nỗ lực
- điện tử
- điện tử
- các yếu tố
- ky sư
- nâng cao
- đảm bảo
- thành lập
- Ngay cả
- Giải thích
- Giải thích
- vài
- lĩnh vực
- Tìm kiếm
- Tên
- florida
- Trong
- tìm thấy
- Khung
- tươi
- từ
- cơ bản
- tạo
- Nước Đức
- Cho
- Mặt đất
- Nhóm
- có
- xử lý
- harvard
- Có
- nặng
- Được tổ chức
- giúp đỡ
- Cao
- Hy vọng
- chủ nhà
- HTML
- http
- HTTPS
- Hàng trăm
- xác định
- if
- quan trọng
- in
- hệ thống riêng biệt,
- thông tin
- Viện
- tổ chức
- tương tác
- trong
- vấn đề
- IT
- ITS
- jpg
- chỉ
- Key
- nổi tiếng
- phòng thí nghiệm
- lớp
- lớp
- Led
- Lượt thích
- LIMIT
- địa phương
- Thấp
- thực hiện
- Từ trường
- chính
- làm cho
- Làm
- Thánh Lễ
- lớn
- vật liệu
- nguyên vật liệu
- max-width
- có nghĩa là
- đo lường
- đo
- hội viên
- kim loại
- Kính hiển vi
- Might
- kiểu mẫu
- thời điểm
- Khoảnh khắc
- chi tiết
- di chuyển
- quốc dân
- Mới
- Không
- Thông thường
- tại
- of
- off
- on
- có thể
- Cơ hội
- or
- gọi món
- Nền tảng khác
- vfoXNUMXfipXNUMXhfpiXNUMXufhpiXNUMXuf
- Vượt qua
- Song song
- một phần
- riêng
- thực hiện
- Bằng tiến sĩ
- PHP
- Vật lý
- Thế giới vật lý
- kế hoạch
- plato
- Thông tin dữ liệu Plato
- PlatoDữ liệu
- Play
- có thể
- sự hiện diện
- thủ tục
- thúc đẩy
- tài sản
- cho
- Quantum
- khá
- liên quan
- nhà nghiên cứu
- kết quả
- Kết quả
- Tăng lên
- Vai trò
- roy
- San
- nói
- quét
- các nhà khoa học
- tìm kiếm
- Độ nhạy
- Silicon
- Các trang web
- một số
- một cái gì đó
- Tây Ban Nha
- Quang phổ
- quang phổ
- quay
- xếp chồng lên nhau
- Bang
- mạnh mẽ
- mạnh mẽ
- cấu trúc
- cấu trúc
- Sinh viên
- Học tập
- như vậy
- Siêu dẫn
- Thụy Điển
- kỹ thuật
- hơn
- việc này
- Sản phẩm
- cung cấp their dịch
- Them
- tự
- sau đó
- lý thuyết
- Kia là
- họ
- mong
- Thứ ba
- điều này
- nghĩ
- số ba
- thumbnail
- thời gian
- thời gian
- đến
- bên nhau
- hàng đầu
- vận chuyển
- đúng
- thử
- hai
- khác thường
- trường đại học
- us
- đã sử dụng
- là
- cách
- we
- là
- cái nào
- CHÚNG TÔI LÀ
- sẽ
- với
- Công việc
- làm việc
- thế giới
- sẽ
- zephyrnet