2020年7月16日
在过去的十年里,凝聚态物理领域经历了黄金时代与新材料的发现和属性,和相关技术以惊人的速度被开发由于物理拓扑的到来。欧洲杯足球竞彩物理拓扑起飞在2008年发现的拓扑绝缘体,一种材料,在大部分电绝缘,但金属表面上。
从那以后,科学家们发现更多的异国情调的拓扑阶段包括狄拉克半金属、半金属和新形式Axionic绝缘体。但最近,绝缘的散装材料,在金属表面上和欧洲杯足球竞彩边缘,但只在角落一直在铰链或理论上预测。
这些奇怪的新材料称为高阶拓扑绝缘体是欧洲杯足球竞彩极其罕见的,只有铋元素已被实验证明可能属于这一类。
铰链的状态到底是什么——想象一下一盒-更长和更广泛的比高与襟翼在顶部和底部,你可以打开,里面放东西。盒内的空间将被称为批量。大多数材料欧洲杯足球竞彩导电在大部分会这样做。
然而,在拓扑绝缘体,盒子的体积是电绝缘,但顶部和底部——襟翼金属表面和维护状态。对于一些材料,大部欧洲杯足球竞彩分,盒子的顶部和底部绝缘,但双方(边缘)是金属。
这些边缘国家已被证明在磁场拓扑绝缘体。最后,在高阶拓扑绝缘体,散装,顶部,底部和侧面的盒子都是绝缘但铰链和角落的盒子是金属和不同铰链或角落。这些预测铰链州也存在拓扑半金属铋。
特别是铰链国家预计将承诺对自旋电子学的研究,因为他们的传播与自旋的方向以及马约喇纳费米子,都在积极地为他们的应用程序被调查容错量子计算。
现在一个国际科学家小组来自美国、香港、德国和韩国已经确定了一个新的高阶拓扑绝缘体。这是一个分层的二维过渡金属dichalcogenide (TMDC)称为WTe2。
这是一个著名的材料显示各种奇异的凝聚态物理属性从泰坦尼克号磁阻量子自旋霍尔效应。这是第一个例子的ⅱ型外尔半金属可制成的设备只有一层厚度和exfoliatable像石墨烯。
WTe2也显示出超导临界压力下这意味着电子形式对超电流穿过它没有任何阻力。
添加这个狂欢节的属性、理论物理学家在2019年设想WTe2及其姊妹材料MoTe2高阶拓扑绝缘体与金属铰链。
世界各地的许多研究小组已经寻找这些奇异状态的证据WTe2 MoTe2和一些最近的结果表明,有额外的导电状态的边缘。但研究人员无法确定如果这些是真正的边缘状态或高度受欢迎的铰链。
在发表的一项研究自然材料欧洲杯足球竞彩2020年7月6日,团队领导的亲属涌方(雷神BBN技术公司),Mazhar n·阿里(马克斯普朗克研究所的微结构物理以及材料Inc .),锦段法(香港科技大学)和Gil-Ho李(浦项市科学技术大学理论物理中心和亚太)了一种新方法利用约瑟夫森结空间解决超电流流和表明WTe2确实似乎铰链州和是一个高阶拓扑绝缘体(链接到纸)。欧洲杯线上买球
约瑟夫逊结是物理学中一个非常重要的设备和工具。它们用于各种技术应用包括磁共振成像(MRI)机器以及量子位,积木的量子计算机。这些连接时形成两个超导电极像铌(Nb)是由块连接桥像一个优质WTe2在薄膜装置。
当温度足够低时,从一个Nb的超电流注入电极可以过桥旅行没有抵抗其他Nb电极。因此整个设备显示零电阻和超导。
但是,没有无限数量的超电流可以发送过桥,同时保持超导。注入电流超过临界电流时,结变成正常状态和展览有限的阻力。
约瑟夫森效应的函数应用磁场,临界电流将在弗劳恩霍夫振荡模式之间的高、低价值由于改变阶段的整个样品超导波函数。
团队意识到隐藏在这种振荡是超电流的位置信息,而它的样本。通过逆傅里叶变换的弗劳恩霍夫模式,研究人员能够可视化样本,发现它确实超电流流动的旅行WTe2设备。然而,这并不足以区分边缘状态的铰链状态。
如下图所示,由于怪癖symmetry-based起源的铰链,并非所有铰链WTe2样品是相同的。例如,有金属铰链在左上角和右下角取决于样本而不是在顶部或底部的左边。
这不同于一个边缘状态,也可能仅仅是现有的全部样本的左右。关于这个,亲属涌方的雷神BBN技术公司解释说,“我们利用这种差异优势。通过连接超导电极只样品的上半部分,而不是底部一半,我们意识到我们会看到一个不同的弗劳恩霍夫模式如果铰链状态存在,而不是边缘。”
他进一步说,“在这个配置中,电极只能连接到一个铰链州(即左上角和右下角),这将显示一个独特的弗劳恩霍夫模式。如果有优势,这个配置不会比连接到不同的底部和上半部分的样本和弗劳恩霍夫看起来一样的。”进行挑战性实验时,他们观察到铰链状态的标志,而不是边缘状态。
“但这还不是全部。WTe2是一个相当low-symmetry斜方晶系的材料具有高结晶各向异性。晶体的不同方向并不等价,我们还推测和证实,铰链州现有WTe2并不都是等价的。
在某些方向,它们混合成大部分在其他方向他们不,”锦段解释法律在香港科技大学。欧洲杯线上买球
“有各种令人兴奋的物理学中探索这些化合物在不久的将来现在铰链WTe2州被发现,“李说吉尔Ho的浦项市科技大学。欧洲杯线上买球他补充说,
“dissipationless互联的可能性,真正的一维纳米超导线和自旋电子学设备,拓扑超导、马约喇纳费米子和相应的拓扑量子电脑都是在地平线上。”
Mazhar n·阿里·马克斯普朗克研究所的微结构物理解释说,“WTe2可能第二材料显示主机铰链,但是它非常不同于其他候选人,铋。2 d, WTe2很容易能加工成形的与控制的表面,纳米器件,可以分层上其他二维材料的异质结构之上,甚至自己当略微扭曲的波纹超晶格。欧洲杯足球竞彩他补充说,“它的姐妹材料MoTe2预计将表现出相同的铰链州但它是一个内在在低温超导体。
”他兴奋地质疑,“如何修改这些铰链状态,控制,和使用,有很多令人兴奋的研究未来的机会。”
来源:http://international.postech.ac.kr/