Recientemente, un equipo de científicos dirigido por Pablo Jarillo-Herrero en el Instituto de Tecnología de Massachusetts MIT creó un gran revuelo en el campo de la física de la materia condensada cuando mostraron que dos láminas de grafeno se retorcían en ángulos específicos - apodado "grafeno de ángulo mágico: muestra dos fases emergentes de materia que no se observan en láminas individuales de grafeno. El grafeno es una red de panal de átomos de carbono: es esencialmente una capa de grafito de un átomo de espesor, el material oscuro y escamoso de los lápices.
en dos artículos publicados en línea en marzo de 2018 y que aparecen en la edición del 5 de abril de 2018 de la revista Naturaleza , el equipo informó que el grafeno bicapa retorcido tBLG exhibe una fase superconductora no convencional, similar a lo que se ve en los cupratos superconductores de alta temperatura. Esta fase se obtiene al dopar inyectando electrones un estado aislante, que el grupo MITinterpretado como un ejemplo de aislamiento Mott. Un equipo conjunto de científicos de la UCSB y la Universidad de Columbia ha reproducido los notables resultados del MIT. El descubrimiento es prometedor para el eventual desarrollo de superconductores a temperatura ambiente y una gran cantidad de otras aplicaciones igualmente innovadoras.
Investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign han demostrado recientemente que el comportamiento aislante informado por el equipo del MIT ha sido mal atribuido. El profesor Philip Phillips, un destacado experto en la física de los aisladores de Mott, dice una revisión cuidadosa del experimento experimental del MITlos datos de su equipo revelaron que el comportamiento aislante del grafeno de "ángulo mágico" no es el aislamiento de Mott, sino algo aún más profundo: un cristal Wigner.
"La gente ha estado buscando ejemplos claros de cristales Wigner desde que Wigner los predijo por primera vez en la década de 1930", afirma Phillips. "Creo que esto es aún más emocionante que si fuera un aislante Mott".
El autor principal de la U de estudio, el estudiante graduado Bikash Padhi, explica: "Cuando una hoja de grafeno se retuerce sobre otra, surgen patrones de muaré como resultado del desplazamiento en la estructura de panal. Al inyectar electrones artificialmente enEn estas hojas, el grupo MIT obtuvo nuevas fases de la materia que se pueden entender al estudiar estos electrones adicionales en el lecho de este patrón de moiré. Al aumentar la densidad de electrones, el grupo MIT observó un estado aislante cuando 2 y 3 electrones residen en un moiréunidad celular. Argumentaron que este comportamiento es un ejemplo de la física Mott ".
¿Por qué no puede ser física de Mott?
Phillips explica: "Los aisladores Mott son una clase de materiales que deberían ser conductores si no se tienen en cuenta las interacciones electrónicas, pero una vez que se tienen en cuenta, son aislantes. Hay dos razones principales por las que sospechamos que el tBLG no se formaun aislador Mott: la transición observada entre el metal y el aislador ofrece solo una escala de energía característica, mientras que los aisladores Mott convencionales se describen mediante dos escalas. A continuación, en el informe del MIT, en contraste con lo que se espera de un sistema Mott, no había aislantecuando solo había 1 electrón por unidad de celda. Esto es fundamentalmente inconsistente con Mottness ".
La figura adjunta muestra los estados cristalinos que explican estos datos.
¿Qué es un cristal Wigner?
Para comprender los cristales de Wigner, Padhi ofrece esta analogía: "Imagine un grupo de personas dentro de un gran orbe y corriendo en una habitación cerrada. Si este orbe es pequeño, pueden moverse libremente, pero a medida que crece puede colisionar más frecuentementeque antes y eventualmente podría haber un punto en el que todos estén atrapados en sus posiciones ya que cualquier movimiento pequeño será inmediatamente evitado por la siguiente persona. Esto es básicamente lo que es un cristal. La gente aquí son electrones, y el orbe es unmedida de su repulsión "
Phillips le da crédito a Padhi por haber impulsado el estudio.
Estos resultados fueron publicados previamente en línea en la revista Nano letras en el artículo, "Dophe Twisted Bilayer Graphene near Magic Angles: Proximity to Wigner Crystallization not Mott Insulation", el 5 de septiembre de 2018, con la redacción oficial final que se incluirá en la edición de octubre de 2018 de la revista.
Esta investigación fue financiada por el Centro de Superconductividad Emergente, un Centro de Investigación de Fronteras Energéticas financiado por el Departamento de Energía, y por la National Science Foundation. Las conclusiones presentadas son las de los investigadores y no necesariamente las de las agencias de financiación.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Facultad de Ingeniería de la Universidad de Illinois . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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