Un grupo de física de la Universidad de Oklahoma arroja luz sobre un nuevo estado Mott observado en bicapas de grafeno retorcidas en el "ángulo mágico" en un estudio reciente que acaba de publicarse Cartas de revisión física . Los físicos de OU muestran que el estado de Mott en las bicapas de grafeno favorece la alineación ferromagnética de los espines de electrones, un fenómeno desconocido en los aisladores Mott convencionales, y un nuevo concepto sobre el nuevo estado de aislamiento observado en las bicapas de grafeno retorcido.
"Estamos tratando de entender la naturaleza del estado Mott en este sistema", dijo Bruno Uchoa, profesor asociado en el Departamento de Física y Astrofísica de Homer L. Dodge. "El estado Mott que propusimos es un estado aislante que puede conducira la superconductividad en algunas condiciones, pero es diferente de los estados Mott observados en otros sistemas. Sin embargo, existen diferencias fundamentales, y esto es lo que estamos estudiando ".
La física Mott ha sido ampliamente investigada en las últimas décadas en superconductores de cuprato de alta temperatura, materiales que en algunas condiciones pueden transmitir corrientes de carga a temperaturas relativamente altas sin producir disipación de calor. En la fase Mott, sin embargo, el movimiento de cargalos transportistas están confinados por su fuerte repulsión eléctrica mutua, lo que conduce a un comportamiento aislante, cuando un material no puede conducir electricidad.
También conduce al anti-ferromagnetismo, un estado donde los espines de dos electrones sentados uno junto al otro son antiparalelos. Esta última propiedad es el resultado del principio de exclusión de Pauli, una de las muchas propiedades exóticas de la mecánica cuántica,que establece que los dos electrones no pueden ocupar el mismo estado cuántico. El nuevo estudio muestra que el estado Mott en el grafeno se aparta de otros ejemplos conocidos en formas fundamentales.
Usando dos láminas de grafeno retorcidas en un ángulo muy pequeño, conocido como el "ángulo mágico", el sistema se correlaciona con las propiedades observadas en los superconductores de alta temperatura. El grafeno está hecho de carbono y el material más delgado del universo, solo un átomode espesor. El material es como una red de panal, por lo que dos capas torcidas en un ángulo muy pequeño hacen que los electrones se muevan de manera diferente. El nuevo trabajo muestra que las restricciones de red impuestas por el ángulo de giro pequeño pueden favorecer fuertemente la alineación paralela de los giros electrónicos incluso cuandolos electrones se repelen fuertemente entre sí. Los físicos de OU propusieron un nuevo estado de Mott donde estos electrones se comportan de formas que no se habían visto antes.
"Las bicapas de grafeno retorcidas son muy prometedoras para una variedad de aplicaciones tecnológicas en nanodispositivos", dijo Kangjun Seo, un investigador postdoctoral en el grupo OU, que fue el primer autor del estudio. "Este es un sistema físico muy interesante e importante."
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Oklahoma . Original escrito por Jana Smith. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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