Fizikçiler, demir-germanyum kristallerindeki manyetik ve elektronik düzenler arasında doğrudan bir bağlantı keşfettiler; burada manyetik ve elektronik modeller yalnızca bir arada değil, aynı zamanda iç içe geçmiş durumda. Bu keşif, Rice Üniversitesi fizikçileri tarafından Nature Physics’te yayınlanan bir çalışmada yapıldı. Araştırmacılar, manyetizmanın malzemedeki elektron enerji durumlarını ustaca değiştirdiğini, yük yoğunluğu dalgasının oluşumunu desteklediğini ve hazırladığını buldular. Bulgular, kuantum malzemelerdeki elektronların davranışına ilişkin yeni bilgiler sağlıyor.
Deneyler, ‘kagome’ metalindeki iç içe geçmiş durumlar arasındaki bağlantıyı ortaya koyuyor.
Fizikçiler şaşırdı 2022’de, manyetik demir-germanyum kristallerindeki elektronların, yüklerini kendiliğinden ve topluca durağan bir dalga içeren bir model halinde organize edebildiğinin keşfedilmesiyle. Manyetizma ayrıca, elektron spinlerinin düzenli kalıplar halinde kolektif olarak kendi kendine örgütlenmesinden kaynaklanır ve bu modeller, fizikçilerin yük yoğunluğu dalgası olarak adlandırdığı durağan elektron dalgasını üreten modellerle nadiren bir arada bulunur.
Bu hafta yayınlanan bir çalışmada Nature Physics dergisinde, Rice Üniversitesi fizikçileri Ming Yi ve Pengcheng Dai ve 2022 çalışmasından ortak çalışanlarının çoğu, yük yoğunluğu dalgası keşfinin daha da nadir olduğunu gösteren bir dizi deneysel kanıt sunuyor. manyetik ve elektronik düzenlerin basitçe bir arada var olmadığı, doğrudan bağlantılı olduğu yer.
“Manyetizmanın, elektron enerjisi durumlarının manzarasını, elektronların oluşumunu hem teşvik edecek hem de hazırlayacak şekilde ustaca değiştirdiğini bulduk. yük yoğunluğu dalgası,” dedi çalışmanın yazarlarından biri olan Yi.
(solda) Kagome kafesi; (ortada) bir yük yoğunluğu dalgasının başlangıcından önce demir-germanyumun manyetik fazının Fermi yüzeyi; (sağda) Bir yük yoğunluğu dalgasının başlamasından sonra demir-germanyumun Fermi yüzeyi. Kredi: Ming Yi/Rice Üniversitesi
Araştırma, Rice’tan bir düzineden fazla araştırmacının ortak yazarlığını yaptı; Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı (ORNL); SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı; Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı (LBNL); Washington Üniversitesi; Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley; İsrail Weizmann Bilim Enstitüsü; ve Çin’in Güney Bilim ve Teknoloji Üniversitesi.
Demir-germanyum malzemeleri, geleneksel Japon kagome sepetlerindeki örgü modelini anımsatan atomların 2B düzenlemelerine sahip, çok çalışılmış bir malzeme ailesi olan kagome kafes kristalleridir. köşelerde birbirine değen eşkenar üçgenler.
“Kagome malzemeleri son zamanlarda kuantum malzemeleri dünyasını kasıp kavurdu,” dedi Yi. “Bu yapıyla ilgili harika olan şey, geometrinin, elektronların etrafta yakınlaşmasına izin verme biçimine ilginç kuantum kısıtlamaları dayatmasıdır; bu, trafik döner kavşaklarının trafiği nasıl etkilediğine ve bazen onu nasıl durdurduğuna benzer.”
{ 14}
Ming Yi, Rice Üniversitesi’nde fizik ve astronomi alanında yardımcı doçenttir. Kredi: Jeff Fitlow/Rice University
