İnqrid Fadelli , Phys.org tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Spiral kənar vəziyyətləri ilə əhatə olunmuş Kondo sinqletlərindən (səyyar və lokal elektronların əlaqəli cütləri) ibarət qəfəsli sxematik topoloji Kondo izolyatoru. Müəllif: Zhongdong Han.

Səyyar yük daşıyıcıları, həmçinin səyyar elektronlar kimi də tanınır, lokal elektronların daxili bucaq impulsu ilə əlaqəli güclü mübadilə maqnit sahələri ilə qarşılıqlı təsir göstərdikdə, bu, sözdə Kondo effektinə səbəb ola bilər. Kondo izolyatoru, aşağı temperaturda elektrik keçiriciliyini maneə törədən Kondo effekti ilə açılan enerji boşluğu olan maddə halıdır.

Kondo izolyatorları kimi, topoloji Kondo izolyatorları da daxili hissələrində izolyator kimi davranan (yəni elektrik keçirməyən) materiallardır, lakin topologiyası olmayan həmkarlarından fərqli olaraq, səthlərində və ya kənarlarında elektrik keçirə bilirlər. Maddənin bu unikal, kvant fazası materialın daxili simmetriyası və topologiyası ilə qorunur; buna görə də asanlıqla pozulmur.

İndiyə qədər bu fazanın izləri əsasən samarium heksaborid (SmB₆) və ytterbium dodekaborid kimi 3D kvant materiallarında müşahidə edilmişdir. Bəzi fiziklər və materialşünaslar da bu fazanın aralarında kiçik bir uyğunsuzluq olan iki materialdan ibarət 2D strukturlarda mövcudluğunu araşdırırlar və bu da muar super qəfəs kimi tanınan bir naxış yaradır.

Kornell Universiteti, Maks Plank Maddənin Strukturu və Dinamikası İnstitutu və Yaponiyadakı Milli Material Elmləri İnstitutunun tədqiqatçıları bu yaxınlarda nazik molibden ditellurid (MoTe2) və volfram diselenidi (WSe2) təbəqələrinin üst-üstə yığılması ilə yaradılan, _xara ikiqatlı _struktur əsasında 2D topoloji Kondo izolyatoru hazırladılar .

Onların “Nature Physics” jurnalında dərc olunmuş məqaləsi , 2D sistemlərində bu nadir, topologiya ilə qorunan kvant fazasının öyrənilməsi üçün yeni imkanlar açır.

Məqalənin baş müəllifi Kin Fai Mak Phys.org-a bildirib ki, “Topoloji Kondo izolyatoru, elektron topologiya və korrelyasiyanın kəsişdiyi ekzotik maddə formasıdır”.

“Onun mövcudluğuna dair yalnız kiçik bir məlumat 3D kvant materiallarında bildirilib, lakin 2D düzənliyində yox. Məqsədimiz, kvant maddəsini misli görünməmiş dəqiqliklə idarə etmək üçün platforma olan xara mühəndisliyi vasitəsilə 2D-də maddənin bu vəziyyətini reallaşdırmaqdır.”

2D xara ikiqatlı sistemin mühəndisliyi və tədqiqi

Bu son tədqiqat Mak və həmkarlarının muar super qəfəslərində ağır fermion fizikasına yönəlmiş əvvəlki məqalələrinə əsaslanır. Onların əvvəlki tapıntıları komandanı bu materialların 2D topoloji Kondo izolyatorlarına çevrilməsi ehtimalını araşdırmağa ruhlandırdı.

Mak izah etdi ki, “2D topoloji Kondo izolyatorunun nümayişi asan məsələ deyil. Bu, materialın toplu şəkildə yük izolyatoru olması da daxil olmaqla bir neçə dəlil tələb edir, eləcə də 1D kənar kanallardan demək olar ki, kvantlanmış elektrik daşınmasına və bu kanalların topoloji qorunmasına dair dəlillər.”

Tədqiqatçılar, MoTe2 və WSe2-nin ultra nazik təbəqələrini bir-birinin üzərinə yığaraq aralarında kiçik bir şəbəkə uyğunsuzluğu yaradaraq, xara super qəfəslər yaratdılar _. Tədqiqatçılar _bir təbəqəni lokal maqnit momentlərinə, digərini isə mobil elektronlara yerləşdirmək üçün diqqətlə hazırladılar.

Tədqiqatçılar, hazırladıqları sistemin 2D topoloji Kondo izolyator fazasına sahib olduğunu nümayiş etdirmək üçün bir neçə ölçmə apardılar.

Mak dedi: “Əvvəlcə, sıxılma ölçmələri və həcm müqavimət ölçmələri ilə materialın əsas hissəsinin (bu halda 2D müstəvisi) yük izolyatoru olduğunu nümayiş etdirdik”.

“Daha sonra kütləni əhatə edən 1D kənar kanallarından demək olar ki, kvantlanmış elektrik daşınmasını aşkar etmək üçün qeyri-lokal nəqliyyat ölçmələri apardıq. Həmçinin, topologiyanın 1D kənar kanallarını qoruduğunu göstərən müstəvidaxili maqnit sahəsi tərəfindən keçirici 1D kənarların parçalanmasını nümayiş etdirdik. Nəhayət, Kondo təkliklərini ayıraraq 2D topoloji izolyatorunu parçaladıq.”

Ümumilikdə, Mak və həmkarları tərəfindən aparılan ölçmələr göstərir ki, onların hazırladığı material əslində 2D topoloji Kondo izolyatorudur. Buna görə də, onların işi güclü qarşılıqlı təsirləri və topologiya ilə qorunan maddənin kvant fazalarını öyrənmək üçün xara ikiqatlı sistemlərin potensialını vurğulayır.

Mak bildirib ki, “Topoloji izolyatorların əksəriyyəti tək hissəciklər fizikasından gəlir; buna görə də elektron-elektron qarşılıqlı təsirləri vacib deyil. Əksinə, həm tək hissəciklər zolağı topologiyası, həm də elektron-elektron qarşılıqlı təsirləri topoloji Kondo izolyatorları üçün çox vacibdir.”

“Fundamental fizika baxımından, işimiz topologiyanın elektron-elektron qarşılıqlı təsirlərindən yarandığı nadir bir ssenarini təqdim edir; bu, həmçinin topoloji Kondo izolyatoruna dopinq tətbiq etməklə topoloji yarımmetallar kimi maddənin digər ekzotik hallarının reallaşması üçün yol açır.”

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Komandanın əlavə tədqiqat planları

Tədqiqatçılar hazırda əsas fizikasına yeni işıq salmaq üçün yaratdıqları ikiqatlı sistemi araşdırmağa davam etməyi planlaşdırırlar. Bundan əlavə, onlar materialı dopinqlə zənginləşdirmək və bu dopinqin təsirlərini araşdırmaq istəyirlər.

Mak bildirib ki, “Korrelyasiya olunmuş izolyatora (məsələn, Mott izolyatoruna) aşqarlama yolu ilə son dərəcə zəngin elektron faza diaqramının yarana biləcəyi məlumdur. Korrelyasiya olunmuş izolyator bu halda topologiyaya da malikdir. Bu əlavə tərkib hissəsi ilə nə baş verəcəyini araşdırmaq maraqlı olardı. İkinci istiqamət topoloji Kondo izolyatorunda mümkün qeyri-ənənəvi kvant rəqslərini araşdırmaqdır.”

Güclü maqnit sahəsi altında və aşağı temperaturlarda materialların ölçülə bilən xüsusiyyətlərində kiçik və dövri dəyişikliklər, kvant rəqsləri kimi də tanınır, ümumiyyətlə yalnız metallarda baş verir və izolyatorlarda müşahidə edilmir.

Lakin bəzi Kondo izolyatorlarının maqnit sahəsi altında kvant rəqsləri nümayiş etdirdiyi aşkar edilmişdir. Növbəti tədqiqatlarının bir hissəsi olaraq, tədqiqatçılar bu fenomenin arxasındakı mexanizmlərə yeni işıq salmağa ümid edirlər.

Mak əlavə edib ki, “2D topoloji Kondo izolyatorumuzu qapı vasitəsilə idarə etmək qabiliyyəti, bu sirli kvant rəqslərinin mənşəyinə yeni işıq sala bilər, əgər ortaya çıxarsalar”.

“Nəhayət, topoloji izolyatorun Kondo qəfəs rejimindən uzaqlaşdırılaraq qarışıq valentlik rejimi adlanan bir rejimə keçirildikdə onun fizikasını araşdıracağıq , burada lokal maqnit momentlərində əhəmiyyətli kvant dalğalanmaları yeni fizikaya təkan verə bilər.”

Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış, Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Egan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmişdir — bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi düşünün (xüsusilə aylıq). Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Nəşr detalları

Zhongdong Han və digərləri, MoTe2 /WSe2 xara ikiqat təbəqələrində topoloji Kondo izolyatoru _, Təbiət _Fizikası ( 2026 ). DOI: 10.1038/s41567-026-03170-1 .

Jurnal məlumatları: Təbiət Fizikası 

Əsas anlayışlar

Maddənin topoloji mərhələləriNəqliyyat hadisələri2 ölçülü sistemlərKvant çoxcisimli sistemlərYarımkeçiricilərGüclü korrelyasiyalı sistemlərTopoloji materiallarKvant rəqs üsulları

© 2026 Science X Network