ظواهر النقل الكهربائية كمادة المغناطيسية الهامة، ويعتقد أن تأثير الشاذة قاعة تنشأ من آليتين مختلفتين: الأولى، من خلال عملية ذرات الشوائب نثر خارجي الناجمة عن بيلي انحناء واحدة من الكريستال يمكن أن تكون مدفوعة مع السلوك الفعلية. وبما أن مساحة الزخم في المجال المغناطيسي الزائفة، من بين انحناء التفاعل بيلي بلوخ مع الإلكترونات، إنشاء قاعة الشاذة العيوب الجوهرية، والتوصيل الحراري هو أكثر قدرة على مقاومة اضطراب الضرر، وزيادة الاستقرار، وأكثر لصالح من تطبيقات الجهاز. في بداية هذا القرن، اكتشف علماء الفيزياء الفضائية الزخم المغناطيسي من القطب المغناطيسي يمكن أن تنتج تأثير جوهري الشاذة قاعة . ويبدو الآن أن واحدا من القطب المغناطيسي الذي فايل فايل نصف نقطة معدنية اكتشفت في وقت لاحق. وينص أيضا على فهم نظري جديد مع الطوبوغرافية قادرة على دراسة تأثير الشاذة القاعة.

كمعلمة هامة للتأثير الشاذة قاعة الشاذة قاعة زاوية، أي الأفقي والرأسي نسبة تهمة تصرف قاعة الموصلية، مما يعكس محرك الأقراص الحالي الطولي يمكن تحويلها إلى عرضية الكفاءة الحالية القاعة. لديها المواد من المتوقع أن يحقق تأثير الكم الشاذة قاعة في حد ثنائي الأبعاد زاوية واسعة من قاعة الشاذة. هذا الجيل الجديد من أجهزة هول الكم خصوصا الشاذة قاعة جهاز أهمية خاصة. من أجل الحصول الشاذة قاعة كبيرة زاوية، والاحتياجات المادية لتلبية شرطين، وهما (1) تصرف عالية من تركيز منخفض الناقل الشاذة قاعة، و (2). في الماضي كنا لم نعثر على أي مادة مناسبة لتلبية مثل هذه الظروف.

في السنوات الأخيرة، والتقدم في دراسة الهيكل المادي، وجد الناس مجموعة متنوعة من عازل الطوبوغرافية وديراك، فايل شبه المعدنية وكممثلين لالطوبوغرافية شبه المعدنية. في فايل أشباه الفلزات، عديمة الكتلة مراوان فايل الفرميونات كما تم اكتشاف الجسيمات شبه في عام 2015 ، مما تسبب في ازدهار البحوث فايل semimetal. ومع ذلك نظام فايل غير مغنطيسية، T-التماثل هذا الشاذة قاعة تأثير الصفر، semimetals المغناطيسي فايل، بيلي غير صفرية انحناء قد يولد تأثير قوي الشاذة القاعة. وبما أن (semimetal) مادة semimetal، semimetal وجود تركيز الناقل فايل أقل، قد يسيطر دولها الإلكترونية طوبولوجيا محمية سلوك نظام النقل. وهكذا، نصف المعادن المغناطيسية تأثير كبير فايل الشاذة قاعة الحصول كبيرة خصوصا الشاذة قاعة زاوية على الناقل. ومع ذلك، فإن العديد وقد اقترح المغناطيسي semimetal فايل (Re2Ir2O7، Heusler مجمع المستندة إلى شركة HgCr2Se4،) لا يزال في تأكيد التجريبية، لم يلاحظ مدى تأثير الشاذة القاعة.

معهد الفيزياء، أكاديمية الصينية للعلوم / المركز الوطني للبحوث فيزياء المواد المكثفة، بكين الدولة أهم مختبر دراسة M05 المغناطيسي مجموعة أبحاث تم استكشاف مواد جديدة في وظيفة المغناطيسية. ليو إنكه باحث للجماعة في دعم الكسندر فون همبولت الذهب، ذهب ماركس إلى دريسدن، ألمانيا - معهد بلانك للفيزياء الكيميائية لتبادل الزيارات المواد الصلبة، طوبولوجيا المغناطيسي للدراسات المواد والنقل المغناطيسية. في الآونة الأخيرة، ليو إنكه بالتعاون مع البروفيسور كلوديا Felser، يرافقه عدد من فريق البحث الدولي، وجدت طبقة جديدة من شبه المعدنية والمغناطيسي مجمع فايل Co3Sn2S2 Shandite في الأسرة، إلى حد كبير الموصلية جوهري الشاذة هول والعملاقة زاوية الشاذة القاعة.

Shandite مجمع جود M3M'2X2 (M هو معدن الانتقالية، المعادن المجموعة الرئيسية M، X هو كالكوجين) من الصيغة، التي تتألف بنية شعرية ثنائية الأبعاد kagome يشكل المعادن الانتقالية. يتم تكثيف Kagome شعرية السائل تدور المغناطيسي فيزياء المواد، وهي قاعة تأثير مهم الكم منصة الشاذة، تم إنشاء Skyrmion المغناطيسي دولة أخرى جديدة، وتعتبر أيضا المركبات Shandite المغناطيسية Co3Sn2S2 تدور المغناطيسية واحد (نصف المعدنية) والحاضر وكانت دراسة للنظام في العمق. هذا النظام لديها أعلى الأسرة Shandite كوري درجة حرارة (175 K)، وهي مشتقة من المغناطيسية kagome شعرية تتكون من ذرات المشارك، و2D شعرية لحظة عمودي المغناطيسي إلى السطح. حسبت ليو إنكه فيما يتعلق بنية الإلكتروني، فإن تظهر الملحوظ تدور تدور أسفل خصائص قناة واحدة في فجوة الطاقة على مستوى فيرمي، وتدور المتابعة وجدت أن هناك انعكاس قناة قوية والفرقة عبر خطي هذا هو سمة أساسية من سمات الدول فايل المغناطيسي قد تكون موجودة.

وفي وقت لاحق، مذيب لحسابهم الخاص أسلوب ليو إنكه تزايد جودة عالية بلورات واحدة العينات. لاحظ الشاذة قاعة تصرف كبير (~ 1130-1CM-1) في نطاق واسع درجة الحرارة من 150 K والشاذة العملاقة قاعة زاوية (~ 20)، من أمر من حجم أعلى من المواد المغناطيسية التقليدية. وتشير القياسات النقل الكهربائية، Co3Sn2S2 غير المشبعة وجود المقاومة المغناطيسية الإيجابية والتركيز الناقل منخفضة، ويحمل خصائص شبه معدني تعويض. وفي الوقت نفسه، والتوصيل الشاذة قاعة والتوصيل الرأسي لا التبعية درجة الحرارة، بحيث أن نظام المعيشة "مرحلة بيلي" المنطقة الذاتية نموذج موحد للتأثير الشاذة هول، يشير إلى تأثير الشاذة قاعة بأن النظام مستمدة من بيلي انحناء الفضاء الزخم. كان انحناء بيلي من انخفاض تركيز الناقل semimetal الخصائص درجة الحرارة واسعة من المنطقة مستقرة مثل هذه Co3Sn2S2 الشاذة قاعة كبيرة زاوية.

وقد أجريت هذه الدراسة في معهد ماكس بلانك للحسابات النظرية الدكتور سون يان تتعاون المرحلة فايل من البحث المتعمق. وأظهرت النتائج أن النظام يمكن فتح فجوة صغيرة في حزام خط الملعب حلقة انعكاس يمكن أن تسبب، ولكن أنتجت في محيط العكس انطباقي فايل 3 العقد. عقدة من مستوى فيرمي هو فقط ~ 60 إلكترون فولت، والمراقبة سهلة لسلوك النقل الكهربائي ذات الصلة فايل. بيلي محسوبة على أساس انحناء لا يتجزأ من تصرف الشاذة هول (1100-1CM-1 ~) يتسق مع ارتفاع قياسها. لاحظ التجريبية Shubnikov دي التذبذبات هاس والكم مراوان magnetoresistive قوية الشذوذ المجال المغناطيسي (الشذوذ انطباقي) ظاهرة سلبية المغناطيسية تسبب، ولكن أيضا قياس ARPES التوقعات النظرية وتشتت وتوزيع الطاقة فيرمي. هذه ثبت شارك دقة وموثوقية الحسابات النظرية، وتوفير الأدلة التجريبية على وجود مرحلة الطوبوغرافية المغناطيسية فايل.

العمل جنبا إلى جنب مع القياسات النقل الكهربائية والحسابات النظرية، وجدنا فئة جديدة من شبه فايل نظام المعدن المغناطيسي. حصلت في حين وجود كبير الموصلية الشاذة هول وطوبولوجيا المغناطيس العملاق الشاذة قاعة زاوية، والتعلم ترتبط ارتباطا وثيقا الهيكل المادي من زيادة ونقصان الإلكترونية، يوفر أساسا هاما لتطبيقات البحث والجهاز الأساسية. وتقدم أيضا وجدت لأول مرة الفرميونات فايل في المغناطيسي kagome شعرية الدراسة، وسيلة مثالية لتحقيق الكم ارتفاع درجة الحرارة الشاذة تأثير هول.

وقد نشر البحث في مجلة نيتشر الفيزياء 2018 نيان 730. وأيد هذه الدراسة من قبل الذهب الالماني الكسندر فون همبولت، ودعم مؤسسة التمويل الوطني "ممتازة الخضراء" (51722106) وغيرها من المشاريع. بعد تقديم هذا العمل تم العثور على نتائج مماثلة في فريق بحث مستقل آخر .

رابط المقالة:

الشكل 1: كريستال هيكل Co3Sn2S2، التركيب الإلكتروني شبه لامع والسلوك النقل الإلكتروني

الشكل الثاني: عقدة فايل نظرية بيلي انحناء والحسابات تصرف الشاذة قاعة

الشكل (3): سلوك سلبي المغناطيسية فايل الفرميونات مراوان الحالات الشاذة الناشئة

الشكل V: مقارنة الشاذة قاعة زاوية وعلاقته مع المواد المغناطيسية التقليدية

تحرير: الضباب الدب

المواد الشعبية الأخيرة TOP10

انقر على العنوان لعرض