作者:刘霞 来源:科技日报 发布时间:2022/3/22 10:03:36
选择字号:
二维材料内电子强关联证据首现

 

科技日报北京3月21日电 (记者刘霞)来自美国麻省理工学院(MIT)的科研人员在最新一期《科学》杂志上撰文指出,他们首次直接探测到二维材料内电子之间的强关联作用,而且测量出了这种排斥力的大小。最新研究有望帮助科学家设计出奇异的功能材料,比如非常规超导体等。

近年来,物理学家发现,包括“魔角”石墨烯等在内的一些二维材料可以根据施加的电压改变电子状态,从金属“变身”为绝缘体甚至超导体。尽管促使这种材料“变身”的潜在物理机制仍是未解之谜,但物理学家们怀疑与“电子关联”——两个带负电荷电子之间的相互作用有关。这种排斥力对大多数材料的性质几乎没有影响,但可能是影响二维材料性质的主要原因。了解电子关联如何改变电子状态,可以帮助科学家设计出奇异的功能材料(如非常规超导体)。

现在研究人员首次揭示了一种名为ABC三层石墨烯的二维材料内电子关联的直接证据,最新研究主要作者、MIT助理教授鞠龙(音译)说:“更好地理解超导性背后的物理学,将使我们设计出能改变世界的设备,从零损耗能量传输到磁悬浮列车等。”

ABC三层石墨烯类似于研究更深入的魔角双层石墨烯(由六边形排列的碳原子晶格制成)。在最新研究中,鞠龙团队首先合成了ABC三层石墨烯样品,创造出带有能阱的超晶格,随后使用自己开发的独特光学技术确认这种材料确实拥有一个“平带”结构——其间所有电子的能量几乎相同,他们认为正是这一结构影响了材料的性质。然后他们稍微调低电压,使晶格中每个阱中只有一个电子。在这种“半填充”状态下,材料被视为莫特绝缘体(一种奇特的物质状态),材料应该能像金属一样导电,但表现为绝缘体。在此过程中,他们首次直接检测到这种特定莫特超晶格材料中的电子关联,并测量其强度约为20毫电子伏。结果表明,强电子关联是这种特殊二维材料的物理基础。

 
特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的“来源”,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,请与我们接洽。
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
相关新闻 相关论文

图片新闻
人类首次撞星成功 新策略制备出新型多孔纳米笼型氧反应器
科学家在四川雅江发现兰科植物新物种 锦屏深地实验解决恒星中子源反应率分歧
>>更多
 
一周新闻排行
 
编辑部推荐博文