Главная Новости Ученые придумали новый способ подтолкнуть частицы к магнитным переменам

Ученые придумали новый способ подтолкнуть частицы к магнитным переменам

Атомы совершают странные поступки, когда их заставляют выйти из зоны комфорта. Инженеры Университета Райса придумали новый способ подтолкнуть частицы к переменам.

Материаловед Борис Якобсон и его команда из Инженерной школы Джорджа Р. Брауна разработали теорию, согласно которой изменить контур слоя двумерного материала и, соответственно, взаимоотношения между его атомами, значительно проще, чем считалось ранее.

В то время как другие специалисты скручивают двумерные слои - два слоя, сложенные вместе, изменяя их топологию, - исследователи с помощью вычислительных моделей предлагают выращивать или штамповать однослойные двумерные материалы на тщательно разработанной волнистой поверхности. Такой метод позволит достичь "беспрецедентного уровня контроля" над их магнитными и электронными свойствами.

По их словам, сейчас открывается путь к изучению эффектов многих тел - взаимодействий между множеством микроскопических частиц, включая квантовые системы.

Статья Якобсона и двух выпускников его лаборатории опубликована в журнале Nature Communications, сообщает Альтернативная наука.

Исследователей вдохновило недавнее открытие: скручивание или иная деформация двумерных слоев материалов, таких как двуслойный графен, под "магическими углами" вызывает сверхпроводимость и другие магнитные явления.

Модели группы показывают, что вместо скручивания, простое штампование или выращивание двумерного материала на неровной поверхности естественным образом деформирует решетку материала, позволяя ему формировать псевдоэлектрические и псевдомагнитные поля. Возможно, таким образом демонстрируются богатые физические эффекты, аналогичные тем, которые наблюдаются в скрученных материалах.

Поведение атомов в полупроводниках

Кроме того, деформация атомов в их модели создает полосовые структуры, эффективно превращающие исходник в полупроводник.

Преимущество стратегии, по словам Гупты, заключается в том, что деформация хорошо контролируется благодаря поверхностным неровностям.

Поскольку зарядом можно манипулировать, чтобы он протекал в одном направлении, путь его следования является моделью для одномерных систем.

 

Якобсон утверждает, что открытие может быть использовано для изучения свойств одномерных квантовых систем, которые недоступны через скрученный графен.

"Представьте себе дорогу с одной полосой, по которой двигаются автомобили только в одном направлении, - поясняет Гупта. - Авто не может обогнать впереди идущий транспорт, поэтому движение будет происходить только при совместном движении всех автомобилей".

"Это не так в двухмерном режиме или при наличии нескольких полос движения, где могут проезжать электроны-автомобили. Электроны в одномерной системе движутся коллективно, а не по отдельности. Одномерные системы - особенные, с богатой, неизученной физикой".

"Более того, можно реализовать одномерные квантовые состояния, которые обычно недоступны при скручивании двумерных слоев. Это позволит исследовать физические эффекты в одномерном пространстве, которые до сих пор оставались труднодостижимыми".

Якобсон - профессор факультета инженерии имени Карла Ф. Хассельмана, профессор материаловедения и наноинженерии, а также химии.