Studie förutspår en ny kvantavvikande kristall i fraktionerat fyllda moiré-supergitter
Moiré-supergitter, strukturer som uppstår när två lager av tvådimensionella (2D) material överlagras med en liten vridningsvinkel, har varit i fokus för många fysikstudier. Detta beror på att de nyligen har visat sig vara värd för nya fascinerande oobserverade fysiska fenomen och exotiska faser av materia. (Phys.org)
Plot av pardensitetskorrelationsfunktionen, en storhet som kännetecknar kristallisering, i den kvantanomala Hall-kristallen. Pilar på gränsen anger de topologiska kanttillstånden. Illustration: Sheng et al.
Forskare vid California State University Northridge, Stockholms universitet och Massachusetts Institute of Technology (MIT) har nyligen förutspått uppkomsten av ett nytt kvantanomalt materietillstånd i fraktionellt fyllda moiré-supergitterband. I artikeln, som publiceras i Physical Review Letters, förutspås förekomsten av detta materietillstånd i det vridna halvledarskiktet 𝑡MoTe2.
”Den här klassen av tillstånd kan vara ganska vanlig i moirerade supergitter, med tydliga experimentella signaturer, inklusive en kvantiserad och förvånansvärt stor nollfälts Hall-konduktans”, säger Emil J. Bergholtz, medförfattare till artikeln och professor vid Fysikum.
”Det som gör detta ännu mer anmärkningsvärt är att det är starka Coulomb-interaktioner som driver detta tillstånd. Utan dessa interaktioner skulle systemet bete sig som en enkel metall. Men topologin i det starkt interagerande systemet manifesteras ändå i termer av effektivt icke interagerande fermioner i form av ett Chern-isolerande tillstånd.”
Vi sammanför flera grundforskningsinriktningar som är under stark utveckling - från materialvetenskap och kvantoptik till teorin för topologiska tillstånd och aspekter av modern matematik — med potential att lägga en grund för framtida teknologi.
Avslutat - I detta teoretiska projekt ämnar vi undersöka vad som händer när vi istället sätter ihop exotiska topologiska komponenter. Mer specifikt vill vi undersöka fyra typer av “skulpterade topologiska heterostrukturer” som beskrivs kortfattat nedan.
WACQT är ett nationellt forskningsprogram, koordinerat från Chalmers, som syftar till att ta svensk forskning och industri till framkanten av kvantteknologi.
Vi studerar kvantsystem och komplexa system - hur de är beskaffade och hur de skulle kunna vara - från vårt perspektiv baserat på matematik och teoretisk fysik.
