最新發(fā)現(xiàn):石墨烯材料中發(fā)現(xiàn)新型準(zhǔn)粒子于特定磁場存在不同行為
本來科學(xué)家仍以狄拉克費(fèi)米子(Dirac fermion)來考慮石墨烯超晶格中集體電子的行為,但狄拉克費(fèi)米子并不能解說某些試驗成果,也不符合該狀態(tài)下準(zhǔn)粒子的有限質(zhì)量。因此研討人員歸因于高磁場下有新式準(zhǔn)粒子即Brown-Zak費(fèi)米子(Brown-Zak fermions)構(gòu)成,它們有自己的共同性能和極高遷移率(粒子體系中,遷移率定義為粒子在施加電流時行進(jìn)的才能)。
石墨烯結(jié)構(gòu)中,高遷移率一直是圣杯,因此類資料將有其他特性(整數(shù)/分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng))可制作超高頻晶體管。新研討中,科學(xué)家制備了高純度超大型石墨烯元件,取得幾百萬cm/V·S電子遷移率,這代表粒子能直接在整個設(shè)備傳遞而不會產(chǎn)生散射。
施加磁場本來會降低電子遷移率,但是這些在超晶格強(qiáng)磁場下出現(xiàn)的新式準(zhǔn)粒子反其道而行,將能為一些極端條件下運(yùn)行的電子設(shè)備拓荒遠(yuǎn)景。
科學(xué)家在石墨烯-氮化硼超晶格發(fā)現(xiàn)了新的準(zhǔn)粒子宗族,稱為Brown-Zak費(fèi)米子,在施加特定磁場的情況下竟沿直線軌道移動,這項發(fā)現(xiàn)不只對電子傳遞基礎(chǔ)研討相當(dāng)重要,也有機(jī)會促進(jìn)新式電子元件發(fā)展。
準(zhǔn)粒子一詞由理論物理學(xué)家Lev Landau于1940年代引入,在物理學(xué),準(zhǔn)粒子是種產(chǎn)生在微觀復(fù)雜體系的突現(xiàn)現(xiàn)象,集體效應(yīng)描繪為“單粒子激發(fā)”,可說是凝聚態(tài)物理學(xué)與量子多體體系最重要的概念之一。
近年來,科學(xué)家開端研討石墨烯-氮化硼超晶格,這種資料結(jié)構(gòu)可以觀察到電子于磁場出現(xiàn)絕妙分型圖畫,稱為“霍夫施塔特蝴蝶”,但是當(dāng)曼徹斯特大學(xué)團(tuán)隊將石墨烯層原子晶格對準(zhǔn)絕緣氮化硼片原子晶格、并施加特定磁場值時,卻發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)里的電子產(chǎn)生令人驚奇的行為。
若按照理論預(yù)期,電子在跑進(jìn)均勻磁場的情況下會呈現(xiàn)等速率圓周運(yùn)動,但是當(dāng)研討人員將石墨烯-氮化硼超晶格磁場設(shè)定為某個特定值時,卻發(fā)現(xiàn)電子再次沿直線軌道移動,彷彿磁場消失了。
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