Группа физиков разработала как энергии электрона различаются от региона к региону в определенном квантовом состоянии с беспрецедентной ясностью. Это понимание раскрывается основной механизм, с помощью которого электроны влияют друг на друга, называется Квант «гибридизации», которые были невидимыми в предыдущих экспериментах.
Результаты работы ученых из Нью-Йоркского университета, Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли, Университета Ратджерса, и Массачусетском технологическом институте, сообщается в журнале Nature физики.
«Такого рода отношения очень важны для понимания квантовой электронной системы … и основа всего движения, но нередко были изучены с теоретической точки зрения и не рассматривать как наблюдаемые в ходе экспериментов», — объясняет Эндрю Рэй, доцент в Нью-Йоркском университете, кафедра физики и один из документов соавторов. «Примечательно, что эта работа свидетельствует о разнообразии энергичных сред внутри тот же материал, что позволяет Для сравнения, которые позволяют нам определить, как электроны сдвиг между государствами».
Ученые сосредоточили свою работу на селенид висмута, или Bi2Se3, материала, который был под сильным расследования за последнее десятилетие как основе новейших информационных и квантовых вычислительных технологий. Исследования в 2008 и 2009 годах идентифицированного селенида висмута для размещения редкий «топологический изолятор» квантовое состояние, которое изменяет способ электронов на его поверхности, взаимодействуют с и хранения информации.
С тех пор исследования подтвердили ряд теоретически вдохновленный идеями о топологического изолятора поверхностных электронов. Однако, поскольку эти частицы на поверхности материала, они подвергаются воздействию экологических факторов не присутствует в объеме материала, в результате чего они проявляются и двигаться по-разному от региона к региону.
В результате разрыв в знаниях, вместе с подобными проблемами и для других классов материалов, побудило ученых к разработке методов измерения электронов с микронного или нанометрового масштаба пространственным разрешением, что позволяет исследователям для изучения взаимодействия электронов без внешнего вмешательства.
Характер исследования физика является одним из первых исследований, чтобы использовать это новое поколение экспериментальных средств, термин «spectromicroscopy» — и первый spectromicroscopy расследования Bi2Se3. Эта процедура может отслеживать как движение поверхностных электронов отличается от региона к региону в пределах материала. Вместо того чтобы сосредоточиться на средней активности электронов за один большой области на поверхности образца, ученые собрали данные почти 1000 небольших регионов.
Расширение местности благодаря такому подходу, они могли наблюдать подписей квантовой гибридизации в отношениях между движущимися электронами, такие как отталкивание между электронными состояниями, которые приблизились к друг другу в энергии. Измерения с помощью данного метода осветил изменения электронных квазичастиц на поверхности материала.
«Глядя на то, как электронные состояния меняются в тандеме друг с другом по всей поверхности образца, показывает, условных отношений между разными электронами, и это действительно новый способ изучения материала», — объясняет Эрика Котта Нью-Йоркском университете аспирант и первый автор на бумаге. «Результаты обеспечивают новое понимание физики топологических изоляторов, обеспечивая первое прямое измерение квантовой гибридизации между электронами вблизи поверхности.»
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!