Materiallar Nanoarxitektonikası Tədqiqat Mərkəzi (MANA) tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Elektronların (cırtdanların) enerji zolağını (çimərliyini) araşdırdığı elektron dünyası, güclü korrelyasiyalı izolyatorlardakı xarici sahələr və ya işıqdan istifadə etməklə manipulyasiya edilə bilər. Bu qabiliyyət inkişaf etmiş funksionallığa malik yeni elektron cihazlara imkan verir. Mənbə: MANA, NIMS və Science Graphics.

Materiallar Nanoarxitektonikası Tədqiqat Mərkəzinin (MANA) apardığı bir araşdırma, güclü korrelyasiyalı izolyatorların elektron zolaq strukturlarının spin və yük pozuntuları ilə necə yenidən formalaşdırıla biləcəyini göstərən nəzəri bir mexanizmi ortaya çıxardı və bu da tənzimlənən zolaq strukturlarına malik elektronika üçün yeni imkanlar açdı.

Əsas xüsusiyyətləri atomları dəyişdirməklə və ya yeni strukturlar yaratmaqla deyil, işıq, maqnit sahəsi və ya elektrik siqnalı tətbiq etməklə dəyişdirilə bilən bir elektron material təsəvvür edin. Məsələn, günəş batareyası işığı daha səmərəli şəkildə toplamaq üçün işıqlandırma altında enerji zolaqlarını müvəqqəti olaraq yenidən formalaşdıra bilər.

Xarici nəzarətlərin enerji zolağının strukturunu deyil, yalnız elektronların enerji səviyyələrini necə tutduğunu dəyişdirə biləcəyi ənənəvi yarımkeçiricilərdə bu cür elastiklik adətən mümkün deyil.

İndi isə, MANA-dan baş tədqiqatçı Masanori Kohno tərəfindən Physical Review B jurnalında dərc olunmuş bir araşdırma göstərir ki, Mott və Kondo izolyatorları kimi güclü korrelyasiyalı izolyatorlar çox fərqli davrana bilərlər.

Bu materiallarda, dopinq (kimyəvi potensial dəyişməsi yolu ilə dəliklərin və ya elektronların əlavə edilməsi), maqnitləşmə və ya işıq vasitəsilə narahatedici spinlər və ya yüklər enerji zolaqları arasındakı boşluqda tamamilə yeni elektron vəziyyətlər yarada bilər. Bu, elektronların bir-biri ilə güclü qarşılıqlı təsir göstərməsi səbəbindən baş verir.

Spin və yük həyəcanlanmalarının sıx bağlı olduğu adi zolaq izolyatorlarından fərqli olaraq, korrelyasiya olunmuş izolyatorlar aşağı enerjili spin həyəcanlanmalarının müstəqil şəkildə mövcud olmasına imkan verir.

Nəzəri təhlillər və ədədi hesablamalar vasitəsilə bu tədqiqat spin və yük pozuntularının bu izolyatorların zolaq strukturlarına necə təsir etdiyini aydınlaşdırır və bu elektron rejimlərin yaranmasından məsul olan mikroskopik mexanizmi aydınlaşdırır. Nəticələr göstərir ki, çoxlu sayda spin və ya yük həyəcanlandıqda, induksiya olunmuş vəziyyətlər əhəmiyyətli dərəcədə intensivliyə malik ola bilər və elektron zolaq strukturunu yenidən formalaşdırır.

“Bu tədqiqat göstərir ki, ənənəvi yarımkeçiricilərdən fərqli olaraq, spin və yük pozuntuları zolaq strukturlarını aktiv şəkildə dəyişdirən yeni elektron rejimlər yarada bilər”, – deyə Dr. Kohno bildirir.

Bu tapıntılar güclü elektron korrelyasiyalarına əsaslanan zolaq quruluşu mühəndisliyi üçün zəmin yarada bilər və bu da gələcəkdə təkmilləşdirilmiş və tənzimlənən funksionallığa malik elektron və optoelektron cihazların yaradılmasına imkan verə bilər.

Nəşr detalları

Masanori Kohno, Mott və Kondo izolyatorlarında spin və yük pozuntuları ilə induksiya olunmuş elektron rejimlər, Fiziki İcmal B (2025). DOI: 10.1103/ythd-s2x8

Jurnal məlumatı: Fiziki İcmal B 

Əsas anlayışlar

Elektron quruluşOptika və lazerlərYarımkeçiricilərGüclü korrelyasiyalı sistemlər

Materiallar Nanoarxitektonikası Tədqiqat Mərkəzi (MANA) tərəfindən təmin edilir