Учёные из Чикаго обнаружили аномально медленное движение электронов в Fe5GeTe2
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Исследователи из Чикагского университета обнаружили, что электроны в слоистом материале Fe5GeTe2 могут переходить в состояние зарядового упорядочения, при котором миллионы электронов движутся вместе чрезвычайно медленно, сохраняя квантовую когерентность. Результаты, опубликованные в Science Advances, противоречат существующим теоретическим предсказаниям для этого материала. Открытие может указать путь к новым типам устройств памяти.
Ключевые факты
- Fe5GeTe2, ван-дер-ваальсов магнит, открытый семь лет назад, может переходить в состояние зарядового упорядочения с плоской электронной зоной, в которой электроны движутся чрезвычайно медленно.
- Исследовательская группа использовала спектроскопию фотоэмиссии с угловым разрешением (ARPES) с ультрафиолетовым лазером, сфокусированным на области размером 10 микрометров, для картирования электронной структуры материала.
- Исследование возглавил доцент Шуолун Ян из UChicago PME, соавторами выступили постдоки Габриэле Берруто и Цян Гао.
- Результаты опубликованы в журнале Science Advances.
Открытие
Исследователи из Притцкеровской школы молекулярной инженерии Чикагского университета обнаружили, что Fe5GeTe2 может переходить в состояние зарядового упорядочения, при котором большое число электронов движется вместе чрезвычайно медленно, сохраняя квантовую когерентность. Группа под руководством доцента Шуолуна Яна использовала спектроскопию фотоэмиссии с угловым разрешением (ARPES) для исследования материала. Они сфокусировали ультрафиолетовый лазер на области размером всего 10 микрометров и наблюдали плоскую электронную зону, то есть диапазон энергий электронов, связанных с электропроводностью, менялся очень слабо. В плоской зоне электроны движутся через материал не так быстро, как обычно; вместо этого они могут становиться чрезвычайно медленными, ведя себя коллективно.
Квантовое многочастичное поведение
Ян сравнил это поведение с водой, текущей по водопаду: крутой склон заставляет воду двигаться быстро, а пологий склон приводит к более медленному течению. Плоская электронная зона соответствует гораздо более медленному движению электронов, и исследователи наблюдали, что тысячи или миллионы электронов движутся вместе когерентно. "Мы измеряем не один электрон, — сказал Ян. — Мы измеряем взаимодействие тысяч или миллионов электронов, и все они движутся вместе когерентно. Это квантовое многочастичное явление, и на самом деле это очень странная вещь".
Перспективы для устройств памяти
Fe5GeTe2 относится к семейству материалов, известных как ван-дер-ваальсовы магниты, которые можно формировать в атомарно тонкие слои. Исследователи изучают, могут ли эти материалы обеспечить технологии памяти, отличные от тех, что построены на обычных магнитных материалах. Ян сказал, что открытие "открывает новые возможности использования этого материала для новых видов устройств памяти".
2 источника
Время · отставание