Поворот атомарных слоёв создал новый класс квантовых материалов

Автоматически добавлена на сайт: 13 июл 2025, 12:45



Команда исследователей из Принстонского университета, Института химической физики твёрдых тел Макса Планка и других научных центров предложила новый «рецепт» создания муаровых материалов с уникальными свойствами. Муаровые структуры, возникающие при наложении двухслойных кристаллов с небольшим углом поворота, уже зарекомендовали себя как «программируемые» квантовые симуляторы. Однако до сих пор учёные работали в основном с электронными состояниями вблизи Γ- или K-точек в зоне Бриллюэна — своего рода «адресами» в кристаллической решётке. Новая работа открывает для исследований ранее игнорировавшуюся M-точку. Этот сдвиг фокуса принципиально меняет правила. Вместо систем с одной или двумя «долинами» (группами электронных состояний), M-точечные материалы обладают тремя долинами, связанными тройной вращательной симметрией. В результате в импульсном пространстве формируется не привычная треугольная или сотовая структура, а решётка Кагоме, что напрямую ведёт к новой физике. В качестве идеальных кандидатов для экспериментальной проверки своей теории авторы с помощью компьютерных расчётов определили два материала: 1T-SnSe2 (диселенид олова) и 1T-ZrS2 (дисульфид циркония). Их ключевое преимущество в том, что их низкоэнергетические состояния от природы расположены именно в M-точках. Источник: Dumitru Calugaru Моделирование показало, что при скручивании двух слоёв этих материалов под определёнными углами в их электронной структуре появляются так называемые плоские зоны. В таких зонах кинетическая энергия электронов практически подавлена, что выводит на первый план эффекты межэлектронного взаимодействия. Это создаёт идеальную платформу для изучения сильно коррелированных систем — одного из самых сложных и перспективных разделов современной физики. Наиболее фундаментальный результат исследования — обнаружение в этих системах скрытой симметрии, известной как «несимморфная симметрия в пространстве импульсов». Это сложный тип симметрии, который не сводится к простому сочетанию поворотов и сдвигов в реальном пространстве. Согласно авторам, предложенные ими материалы являются первым экспериментально реализуемым примером такой симметрии в немагнитной системе, что накладывает строгие и необычные ограничения на поведение электронов. Эти уникальные свойства открывают путь к симуляции сложнейших квантовых явлений. Во-первых, наличие трёх долин и шести спиновых состояний позволяет&nb

ЗДЕСЬ МОЖЕТ БЫТЬ ВАША РЕКЛАМА

Разместить рекламу за 5 ₽/день