Нанотехнології зараз – прес-реліз: за допомогою нового експериментального методу дослідники вперше досліджують спінову структуру в 2D-матеріалах: спостерігаючи спінову структуру в графені з «магічним кутом», команда вчених під керівництвом дослідників Університету Брауна знайшла обхідний шлях на довгий час. -стоїть блокпост у полі двох

Головна > прес > За допомогою нового експериментального методу дослідники вперше досліджують спінову структуру в 2D-матеріалах: спостерігаючи спінову структуру в графені з «магічним кутом», команда вчених під керівництвом дослідників Університету Брауна знайшла обхідний шлях для давно існуючої перешкоди в поле двох

Спостерігаючи спінову структуру в графені з «магічним кутом», команда вчених під керівництвом дослідників Університету Брауна знайшла обхідний шлях для довготривалої перешкоди в галузі двовимірної електроніки. КРЕДИТ Цзя Лі/Університет Брауна

Анотація:
Протягом двох десятиліть фізики намагалися безпосередньо маніпулювати обертанням електронів у двовимірних матеріалах, таких як графен. Це може стати поштовхом до ключових досягнень у світі двовимірної електроніки, що розвивається, галузі, де надшвидкісні, маленькі та гнучкі електронні пристрої виконують обчислення на основі квантової механіки.

За допомогою нового експериментального методу дослідники вперше досліджують спінову структуру в 2D-матеріалах: спостерігаючи спінову структуру в графені з «магічним кутом», команда вчених під керівництвом дослідників Університету Брауна знайшла обхідний шлях для давно існуючої перешкоди в цій галузі. з двох

Провіденс, RI | Опубліковано 12 травня 2023 р

На заваді є те, що типовий спосіб, за допомогою якого вчені вимірюють обертання електронів — важливу поведінку, яка надає структуру всьому фізичному Всесвіту — зазвичай не працює в 2D-матеріалах. Це неймовірно ускладнює повне розуміння матеріалів і просування вперед технологічного прогресу на їх основі. Але команда вчених під керівництвом дослідників Університету Брауна вважає, що тепер у них є спосіб подолати цю давню проблему. Вони описують своє рішення в новому дослідженні, опублікованому в Nature Physics.

У дослідженні команда, до якої також входять вчені з Центру інтегрованих нанотехнологій Національної лабораторії Сандіа та Університету Інсбрука, описує те, що, на їхню думку, є першим вимірюванням, яке демонструє пряму взаємодію між електронами, що обертаються у двовимірному матеріалі, та фотонами, що приходять від мікрохвильового випромінювання. Поглинання мікрохвильових фотонів електронами, яке називається зв’язком, встановлює нову експериментальну техніку для безпосереднього вивчення властивостей обертання електронів у цих двовимірних квантових матеріалах — таку, яка може стати основою для розробки обчислювальних і комунікаційних технологій на основі цих матеріалів, відповідно до дослідникам.

«Спінова структура є найважливішою частиною квантового явища, але у нас ніколи не було прямого дослідження її в цих 2D-матеріалах», — сказав Цзя Лі, доцент кафедри фізики в Брауні та старший автор дослідження. «Цей виклик заважав нам теоретично вивчати обертання в цьому захоплюючому матеріалі протягом останніх двох десятиліть. Тепер ми можемо використовувати цей метод для вивчення багатьох різних систем, які ми не могли вивчати раніше».

Дослідники провели вимірювання на відносно новому двовимірному матеріалі під назвою «магічний кут» скручений двошаровий графен. Цей матеріал на основі графену створюється, коли два аркуші ультратонких шарів вуглецю складаються та скручуються під потрібним кутом, перетворюючи нову двошарову структуру на надпровідник, який дозволяє електриці протікати без опору чи втрати енергії. Щойно виявлений у 2 році дослідники зосередилися на матеріалі через потенціал і таємницю навколо нього.

«На багато головних запитань, які були поставлені в 2018 році, досі немає відповідей», — сказала Ерін Моріссетт, аспірантка лабораторії Лі в Брауні, яка керувала роботою.

Фізики зазвичай використовують ядерний магнітний резонанс або ЯМР для вимірювання обертання електронів. Вони роблять це шляхом збудження ядерно-магнітних властивостей у зразку матеріалу за допомогою мікрохвильового випромінювання, а потім зчитування різних сигнатур, які викликає це випромінювання, для вимірювання спіну.

Проблема з 2D-матеріалами полягає в тому, що магнітна сигнатура електронів у відповідь на мікрохвильове збудження занадто мала, щоб її виявити. Дослідницька група вирішила імпровізувати. Замість того, щоб безпосередньо виявляти намагніченість електронів, вони вимірювали тонкі зміни в електронному опорі, які були спричинені змінами намагніченості від випромінювання за допомогою пристрою, виготовленого в Інституті молекулярних і нанорозмірних інновацій у Брауні. Ці невеликі зміни в потоці електронних струмів дозволили дослідникам використовувати пристрій для виявлення того, що електрони поглинають фотографії з мікрохвильового випромінювання.

Дослідники змогли отримати нову інформацію з експериментів. Команда помітила, наприклад, що взаємодія між фотонами та електронами змусила електрони в певних частинах системи поводитися так, як вони поводилися б у антиферомагнітній системі, тобто магнетизм деяких атомів нівелювався набором магнітних атомів, які вирівняні у зворотному напрямку.

Новий метод вивчення обертання в 2D-матеріалах і поточні результати не будуть застосовні до технологій сьогодні, але дослідницька група бачить потенційні застосування цього методу в майбутньому. Вони планують продовжувати застосовувати свій метод до крученого двошарового графену, а також розширити його на інші 2D-матеріали.

«Це дійсно різноманітний набір інструментів, який ми можемо використовувати для доступу до важливої ​​частини електронного порядку в цих сильно корельованих системах і загалом для розуміння того, як електрони можуть поводитися в 2D-матеріалах», — сказав Моріссетт.

Експеримент провели дистанційно у 2021 році в Центрі інтегрованих нанотехнологій у Нью-Мексико. Матіас Шойрер з Університету Інсбрука надав теоретичну підтримку для моделювання та розуміння результату. Робота включала фінансування Національного наукового фонду, Міністерства оборони США та Управління науки Міністерства енергетики США.

####

Для отримання додаткової інформації натисніть тут

Контакти:
Хуан Сіліезар
Університет Брауна
Офіс: 401-863-3766

Авторське право © Університет Брауна

Якщо у вас є коментар, будь ласка Контакти нам.

Видавці випусків новин, а не 7th Wave, Inc. або Nanotechnology Now, несуть повну відповідальність за точність змісту.

Закладка:

Посилання

НАЗВА СТАТТІ

Новини преси

2 Розмірні матеріали

Дослідник Rensselaer використовує штучний інтелект для відкриття нових матеріалів для передових обчислень Тревор Роун використовує ШІ для ідентифікації двовимірних магнітів Ван-дер-Ваальса Травень 12th, 2023

Прорив в оптичних властивостях MXenes - двовимірні гетероструктури дають нові ідеї Травень 12th, 2023

Графен росте – і ми це бачимо Березень 24th, 2023

HKUMed винаходить нові двовимірні (2D) антибактеріальні нанопластини, що реагують на ультразвук, для ефективної боротьби з інфекцією кісткової тканини Березень 24th, 2023

Новини та інформація

Дослідження демонструє, що Ta2NiSe5 не є екситонним ізолятором. Міжнародна дослідницька група вирішує десятирічну дискусію навколо мікроскопічного походження порушення симетрії в об’ємному кристалі Травень 12th, 2023

Прямий лазерний запис гнучких датчиків вологості на основі Ga2O3/рідкого металу Травень 12th, 2023

Прорив в оптичних властивостях MXenes - двовимірні гетероструктури дають нові ідеї Травень 12th, 2023

Графен/графіт

Manchester graphene spin-out підписує революційну угоду на 1 мільярд доларів, щоб допомогти подолати глобальні проблеми сталого розвитку: знакова угода щодо комерціалізації графену Квітень 14th, 2023

Графен росте – і ми це бачимо Березень 24th, 2023

Державне законодавство / Положення / Фінансування / Політика

Дослідники з Purdue виявили, що надпровідні зображення насправді є тривимірними фракталами, керованими безладдям Травень 12th, 2023

Оптична комутація на рекордних швидкостях відкриває двері для надшвидкої, легкої електроніки та комп’ютерів: Березень 24th, 2023

Робот Caterpillar демонструє новий підхід до пересування для м’якої робототехніки Березень 24th, 2023

Напівпровідникова решітка поєднує електрони та магнітні моменти Березень 24th, 2023

Можливе майбутнє

Дослідники з Purdue виявили, що надпровідні зображення насправді є тривимірними фракталами, керованими безладдям Травень 12th, 2023

Прямий лазерний запис гнучких датчиків вологості на основі Ga2O3/рідкого металу Травень 12th, 2023

Прорив в оптичних властивостях MXenes - двовимірні гетероструктури дають нові ідеї Травень 12th, 2023

Нова конструкція перовскітної електрохімічної комірки для випромінювання та виявлення світла Травень 12th, 2023

Технологія чіпів

Дослідник Rensselaer використовує штучний інтелект для відкриття нових матеріалів для передових обчислень Тревор Роун використовує ШІ для ідентифікації двовимірних магнітів Ван-дер-Ваальса Травень 12th, 2023

Дослідження демонструє, що Ta2NiSe5 не є екситонним ізолятором. Міжнародна дослідницька група вирішує десятирічну дискусію навколо мікроскопічного походження порушення симетрії в об’ємному кристалі Травень 12th, 2023

Прямий лазерний запис гнучких датчиків вологості на основі Ga2O3/рідкого металу Травень 12th, 2023

Прорив в оптичних властивостях MXenes - двовимірні гетероструктури дають нові ідеї Травень 12th, 2023

Відкриття

Дослідження демонструє, що Ta2NiSe5 не є екситонним ізолятором. Міжнародна дослідницька група вирішує десятирічну дискусію навколо мікроскопічного походження порушення симетрії в об’ємному кристалі Травень 12th, 2023

Прямий лазерний запис гнучких датчиків вологості на основі Ga2O3/рідкого металу Травень 12th, 2023

Прорив в оптичних властивостях MXenes - двовимірні гетероструктури дають нові ідеї Травень 12th, 2023

Нова конструкція перовскітної електрохімічної комірки для випромінювання та виявлення світла Травень 12th, 2023

Сповіщення

Дослідження демонструє, що Ta2NiSe5 не є екситонним ізолятором. Міжнародна дослідницька група вирішує десятирічну дискусію навколо мікроскопічного походження порушення симетрії в об’ємному кристалі Травень 12th, 2023

Прямий лазерний запис гнучких датчиків вологості на основі Ga2O3/рідкого металу Травень 12th, 2023

Прорив в оптичних властивостях MXenes - двовимірні гетероструктури дають нові ідеї Травень 12th, 2023

Нова конструкція перовскітної електрохімічної комірки для випромінювання та виявлення світла Травень 12th, 2023

Інтерв’ю / Відгуки про книги / Есе / Доповіді / Підкасти / Журнали / Доповіді / Плакати

Дослідники з Purdue виявили, що надпровідні зображення насправді є тривимірними фракталами, керованими безладдям Травень 12th, 2023

Прямий лазерний запис гнучких датчиків вологості на основі Ga2O3/рідкого металу Травень 12th, 2023

Прорив в оптичних властивостях MXenes - двовимірні гетероструктури дають нові ідеї Травень 12th, 2023

Нова конструкція перовскітної електрохімічної комірки для випромінювання та виявлення світла Травень 12th, 2023

військовий

Новий експеримент перетворює квантову інформацію між технологіями, що є важливим кроком для квантового Інтернету Березень 24th, 2023

Оптична комутація на рекордних швидкостях відкриває двері для надшвидкої, легкої електроніки та комп’ютерів: Березень 24th, 2023

Напівпровідникова решітка поєднує електрони та магнітні моменти Березень 24th, 2023

Зробіть їх досить тонкими, і антисегнетоелектричні матеріали стануть сегнетоелектриками Лютий 10th, 2023

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
• Карбування майбутнього з Адріенн Ешлі. Доступ тут.
• Купуйте та продавайте акції компаній, які вийшли на IPO, за допомогою PREIPO®. Доступ тут.
• джерело: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=57341