Понимание того, как частицы ведут себя в сумеречной зоне между макро и квантовый мир дает нам доступ к увлекательным явлений, интересных как с фундаментальной и прикладной физики перспективы. Например, ультра-тонкий графеноподобных материалов фантастическая площадка для изучения транспорта и взаимодействия электронов. Недавно, исследователи из Центра теоретической физики сложных систем (ПК), в Институте фундаментальной науки (ИБС, Южная Корея) в сотрудничестве с Ржанова, Институт физики полупроводников СО РАН (Россия) сообщили о романе рассеяние электронов явления в 2D материалов. Статья опубликована в письма в ЖЭТФ.
Команда считается образец, который состоит из двух подсистем: одна из частиц с целым спином (бозоны) и других частиц с полуцелым спином (фермионов).
Для бозонных компонент, они моделируются газ экситонов (электрон-позитронных пар). При низких температурах, квантовая механика может заставить большое число бозонных частиц, образуя бозе-эйнштейновского конденсата (бэк). Это состояние вещества было сообщено в различных материалах, в частности, арсенида галлия (Gaas), и это было предсказано в дисульфида молибдена (MoS2).
В фермионной подсистемы является 2D электронного газа (2DEG), где электроны ограничены для перемещения в двух измерениях. Он обладает интригующим магнитных и электрических явлений, в том числе сверхпроводимости, то есть при прохождении тока без сопротивления. Эти явления, связанные с рассеянием электронов, что в основном связано с примесями и фононами. Последние являются колебания кристаллической решетки. Их название происходит от греч. phonos, что означает звук, поскольку длинноволновых фононов рождают звук, но они также играют роль в зависимости от температуры электропроводность металлов.
Бозоны и фермионы очень разные на квантовом уровне, так что же происходит, когда мы объединяем BEC и 2DEG? Кристиан Вильегас, Мэн Сунь, Вадим Ковалев и Иван Савенко смоделировали электронный транспорт в такой гибридной системы.
Помимо обычных фононов и примесей, команда описан механизм нетрадиционные рассеяния электронов в Бек-2DEG гибридных систем: взаимодействие электрона с одной или двумя Боголюбова квантов (или bogolons) — возбуждения Бек с малых импульсах. Хотя фононы и bogolons присущи некоторые общие черты, ученые обнаружили, что у них есть важные отличия.
В зависимости от модели, высокое качество цвет MoS2 при определенном диапазоне температур, электрического сопротивления, вызванного парами bogolons оказалась доминирующей над сопротивлений, вызванных одном bogolons, акустические фононы, один-bogolons, и примесей. Причиной такой разницы является механизмом взаимодействия между электронами и bogolons, который имеет электрический характер, в отличие от электрон-фононного взаимодействия, описанные деформации образца.
Эти исследования могут быть полезны для создания новых высокотемпературных сверхпроводников. Явный парадокс одной проводимости и сверхпроводимости: плохие проводники, как правило, хорошие сверхпроводников. В случае электрон-фононного взаимодействия, некоторые материалы, которые показывают низкую электрическую проводимость, из-за сильного рассеяния электронов фононами, могут стать хорошими сверхпроводниками при очень низких температурах. По той же причине, благородные металлы, такие как золото, являются хорошими проводниками, но плохо сверхпроводников. Если это справедливо и для электрона-bogolon взаимодействий, затем исследователи строят гипотезу что разработке силового поля, с высокой резистентностью, вызванной Электрон-2 взаимодействий bogolons, может привести к «хорошему» сверхпроводников.
«Эта работа не только открывает перспективы в разработке гибридных структур с контролируемой диссипацией, он сообщает о принципиально разных температурная зависимость рассеяния при низких и высоких температурах и проливает свет на оптически-контролируемый конденсата-опосредованной сверхпроводимости», — объясняет Иван Савенко, лидер света с веществом взаимодействие в наноструктурах (Люмин) команды на ПК.
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!